Оборудование для дробления

Исходные данные

Схема № 1. Технологическая схема производства щебня из твердых изверженных пород

Исходные данные для технологической схемы № 1

Обогащение полезных ископаемых является одной из важнейших составляющих процесса добычи и переработки минерального сырья.

При выборе обогатительного оборудования приходиться решать три основных вопроса:

— выбор типа аппарата;

— определение его производительности;

— выбор оптимального в технико-экономическом отношении размера аппарата и в связи с этим потребного количества устанавливаемых аппаратов.

В ряде случаев для проектируемых условий может быть применен только один тип аппарата. Однако часто для осуществления одной и той же операции могут быть применены аппараты разных типов.

1. Выбор и расчет основного технологического оборудования процесса переработки минерального сырья

1.1 Выбор приемного бункера

Доставка полезного ископаемого из шахты или карьера в приемный бункер обогатительной фабрики осуществляется железнодорожным транспортом, с максимальным размером куска 1000 мм.

Объем приемного бункера определяется исходя из обеспечения работы не менее 12 часов, дробилки первой стадии дробления, в случае остановки отгрузки сырья.

(1)

где Q_ч — часовой грузопоток поступающий в бункер, который может быть определен по следующей зависимости.

(2)

где Q_Г — годовая производительность карьера или шахты по полезному ископаемому т/год;

N — число рабочих дней в году;

т — число рабочих смен в сутки;

п — продолжительность смены, ч;

k_н — коэффициент неравномерности подачи сырья, k_н=1,15

1.2 Расчет технологического оборудования для дробления

Расчет основного технологического оборудования

При обосновании схем дробления необходимо определить количество стадий дробления и задаться типом оборудования для дробления.

Общую степень дробления определяют по формуле:

(3)

где D_max — максимальный размер куска в исходном продукте, мм;

d_max — максимальный размер куска в дробленом продукте, мм.

Общая степень дробления является произведением степеней дробления различных стадий.

(4)

Выбираем по стадийную степень дробления:

i₁=5; i₂=5; i₃=3.

Определяем условную максимальную крупность дробленого продукта в отдельных стадиях:

D₁=D/i₁=1000/5=200 мм,

D₂=D₁/i₂=200/5=40 мм,

D₃=D₂/i₃=40/3=13 мм.

При этом дробленый продукт на выходе имеет больший размер по сравнению с размером выходной щели, характеризующийся коэффициентом закрупнения:

(5)

где l — ширина разгрузочной щели дробилки, мм Крупное дробление твердых пород целесообразно проводить в щековых, мягких и средней твердости в конусных. Среднее и мелкое дробление крепких пород и пород средней крепости как правило осуществляется в конусных дробилках.

Для первой стадии дробления принимаем конусную дробилку. Для нее относительная максимальная крупность продукта дробления z_p=1,4, тогда ширина разгрузочной щели дробилки крупного дробления:

Принимаем дробилку ККД-1200/150 с размером загрузочного отверстия 1200 мм., и шириной разгрузочной щели 130−180 мм. Техническая характеристика приведена в табл. 1. [1, табл. П. 2.5;].

технологический питатель грохочение Таблица 1. Техническая характеристика щековой дробилки с простым качанием щеки

Во второй стадии принимаем конусную дробилку среднего дробления z_p=1,9.

Принимаем конусную дробилку КСД-2200Т с размером загрузочного отверстия 250 мм. и шириной разгрузочной щели 15−30 мм.

Рис. 2. Конусная дробилка среднего дробления Таблица 2. Техническая характеристика конусной дробилки среднего дробления

В третьей стадии целесообразно использование конусной дробилки для мелкого дробления КМД. Для нее относительная максимальная крупность продукта дробления z_p=1.85.

Принимаем конусную дробилку КМД-1200Гр с размером загрузочного отверстия 80 мм. и шириной разгрузочной щели 5−15 мм. Конструкция дробилки такая же как и у дробилок КСД.

Таблица 3. Техническая характеристика конусной дробилки мелкого дробления

Расчет конусной дробилки

Определение производительности (т/ч) конусных дробилок для крупного дробления осуществляется по зависимости:

(6)

где k — коэффициент разрыхления, k=1,2;

— плотность дробимого материала, т/м³.

Мощность электродвигателя конусной дробилки крупного дробления (N_КК) определяется по эмпирической зависимости

(7)

технологический питатель грохочение дробление где D — диаметр основания дробящего конуса, м;

r — эксцентриситет в плоскости выходной щели, м;

п — частота качаний конуса, мин^-1.

кВт Окончательно принимаем асинхронный двигатель 4АН250М6У3 установленной мощностью 75 кВт номинальной частотой вращения 1000 об/мин, [2, стр. 233].

Расчет конусных дробилок среднего и мелкого дробления

Конусные дробилки для среднего и мелкого дробления выбираются по ширине загрузочного отверстия и производительности при заданной ширине разгрузочной щели. Массовая производительность дробилок типа КСД и КМД определяется:

(8)

где q — удельная производительность дробилки, м³/смч, [1, табл. П. 2.8];

е — ширина разгрузочной щели, см;

k_н=2 — насыпная плотность, т/м³.

Для дробилки среднего дробления:

Потребляемая мощность электродвигателя для дробилок типа КСД и КМД:

(9)

Установленная мощность двигателя с учетом запаса:

Принимаем двигатель CDK2−16−24−10KY4 установленной мощностью 400 кВт, частотой вращения 600 об/мин, [2, стр. 193].

Для дробилки мелкого дробления:

Принимаем асинхронный двигатель 4А280S2У3 установленной мощностью 110 кВт, частотой вращения 600 об/мин, [2, стр. 230].

Выбор и расчет вспомогательного оборудования для дробления

Расчет операций грохочения

После определения производительности дробильного оборудования осуществляется распределение грузопотоков по стадиям дробления, для чего составляется схема 2. При этом следует учитывать, что:

Схема № 2. Производительность колосникового грохота (т/ч) определяют по зависимости:

где а — размер щели между колосниками, мм;

F — площадь просеивающей поверхности грохота, м².

То есть, производительность колосниковых грохотов применяемых для предварительного грохочения в схемах крупного дробления, зависит от площади просеивающей поверхности. Поэтому, так как при крупном дроблении применяется, как правило, одна дробилка, то расчет колосниковых грохотов сводится к определению площади просеивающей поверхности.

(10)

Ширина грохота (В) из условий не забивания должна пропускать не менее трёх кусков максимального размера:

(11)

Длина грохота (L) принимается в два раза больше ширины:

(12)

Рис. 3. Грохот инерционный Для операций предварительного грохочения в схемах среднего и мелкого дробления в настоящее время применяют, как правило, инерционные грохоты.

Основным критерием при выборе инерционного грохота является — плотность исходного материала, требуемый размер под решетного продукта и количество фракций под решетного продукта.

Исходя из крупности кусков на стадиях дробления, принимаем следующие размеры отверстий сит:

Перед средним дроблением — 21 мм Перед мелким дроблением — 11.5 мм.

Для первого случая применим грохот ГИС42 с размером отверстий сит — 25 мм. [1, табл. П. 2.10];

Таблица 4. Техническая характеристика инерционного грохота тяжелого типа ГИС42

Для второго случая ГИЛ42 с размером просеивающей поверхности -13 мм, техническая характеристика приведена в табл. 5.

Таблица 5. Техническая характеристика инерционного грохота легкого типа ГИЛ42

Производительность инерционных грохотов по исходному материалу:

(13)

где F — рабочая площадь сита, м²;

q — удельная производительность грохота, м³/(м²ч), [1, табл. П. 2.9];

— насыпная плотность грохотимого материала, т/м³;

k, l, т, о, р — поправочные коэффициенты, [1, табл. П. 2.12]; коэффициент

р=1,25−1,3 при мокром грохочении.

Мощность (кВт), потребляемая электродвигателем инерционного грохота может быть определена:

(14)

где N_грох — энергия расходуемая на грохочение, кВт;

N_{тр.грох} — мощность, расходуемая на трение в приводе грохота, N_{тр.грох}=1,75N_грох

(15)

где М_грох — масса материала, находящегося на просеивающей поверхности:

(16)

где L — длина просеивающей поверхности сита, м;

— скорость перемещения материала, м/с;

^п, Е — соответственно содержание продукта класса — п мм в исходном продукте и эффективность грохочения, %.

Расчеты для ГИС42

Окончательно принимаем асинхронный двигатель 4А160S6У3 мощностью, 10 кВт, частотой вращения 1000 об/мин, [2, стр. 230].

Расчеты для ГИЛ42

Окончательно принимаем асинхронный двигатель 4А160М6У3 мощностью, 15 кВт, частотой вращения 1000 об/мин, [2, стр. 230].

Расчет питателей

Регулярное и равномерное питание дробильно-измельчительных машин, обеспечивающее максимальную производительность и эффективность их работы, достигается применением питателей. В схемах крупного дробления чаще всего применяют пластинчатые питатели, [1, табл П2.13]. Загрузка дробилок среднего и мелкого дробления осуществляется непосредственно с конвейера.

Производительность пластинчатого питателя определяется:

где В-ширина пластины бортами, м;

h — толщина слоя материала на пластине, м;

v — скорость движения ленты, v=0,16.

k — коэффициент заполнения питателя материалом, k0,75.

(17)

2. Выбор количества основного оборудования

Часовая производительность дробильных отделений при производительности фабрики 1.2 млн. т/год составит Q_час=338 т/ч.

При этом на крупное дробление направляется надрешетный продукт колосникового грохота, которого примерно 75−85%, то есть

Q_КД=0,85 338 =287 т/ч.

Потребное количество конусных дробилок 287/880=0,3.

принимаем 1 дробилку.

Количество надрешетного продукта перед средним дроблением составляет: 55 — 60%, то есть

Q_СД= 0,6338 = 203 т/ч Потребное количество КСД: 203/330=0,6.

Принимаем 1 дробилку.

Количество надрешетного продукта перед мелким дроблением составляет: 40−45%, то есть

Q_МД = 0,45 338 = 152 т/ч.

Потребное количество КМД: 152/95=1,6.

Принимаем 2 дробилки.

Потребное количество грохотов ГИС42: 338/507=0.7

Принимаем 1 шт.

Потребное количество грохотов ГИЛ42: 338/411=0,8.

Принимаем 1 шт.

Таблица 6. Основное технологическое оборудование

Заключение

В данной работе рассчитано и выбрано основное оборудование для крупного, среднего, мелкого дробления. Определён часовой грузопоток поступающий в бункер, определён объём приёмного бункера с учётом обеспечения работы не менее 12 часов. Рассчитана потребная мощность двигателей для оборудования. Выбрано и рассчитано вспомогательное оборудование.

1. Гуров М. Ю., Гришин И. А., Великанов В. С. Выбор и расчет электромеханического оборудования обогатительных фабрик. Методическое указание по выполнению контрольной работы для студентов специальности 150 402. МГТУ 2006. 35 с.

2. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./С74 Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т.1. — М.: Энергоатомиздат, 1988. -456 с.

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