Дробление, измельчение, подготовка сырья к обогащению

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 807890

Кафедра " Техника и технология

горного производства"

Специальность 130405

Руководитель Яровая Т.И.

Губкин 2011 г.

ЗАДАНИЕ на курсовую работу студента (ки) Чуевой Е.И. шифр 807890

.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-0,300мм;

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

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

Введение

1. Выбор и обоснование технологической схемы рудоподготовки

2. Расчет схемы рудоподготовки

3.Выбор и расчет основного технологического оборудования

3.1.Выбор и расчет дробилок

.2. Выбор и расчет мельниц

.3 Выбор и расчет грохотов

4_______________________________________________________ . Компоновочные решения

5        . Мероприятия по технике безопасности и промышленной санитарии при рудоподготовке

         . Список используемой литературы

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

1   Технологическая схема и схема цепи аппаратов

2   План и разрез корпуса мелкого и среднего дробления

Дата выдачи задания

Введение

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.

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.

.        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.

.        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 13мм. Эта крупность может быть достигнута при конусных дробилках мелкого дробления, работающих в замкнутом цикле с грохотами.

                                                           1    

                                        Дробление         ------------- I

II    ----------------------------                        Предварит.                    2                        грохочение      4

                                                                                                ---------------- III        

                               3                                                дробление

                                                                                                 5

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

                                                                                              9

                                8                                             дробление    ---       -------------------- V

                                                                                                10

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=³√s =³√57,6=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=61,2мм;₈=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.

.        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=52,2мм; а_III=58мм, Е^-а_III=85%/

.        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 5мм, 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.

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

Q₂=Q₁β₁^-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 IV- класс 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 β₂^-30, β₇^-13,β₇^-6,5. Таким образом, для продукта 2 необходимо определить значения β₂^-52, β₂^-30, β₂^-13, для продукта 6 - β₆^-13 и для продукта 7 - β₇^-13 и β₇^-6,5.

Определение β₂^-52. Так как максимальная крупность зерен в классе 52-0 мм меньше i_II, то

Β₂^-52=β₁^-52+ β₁⁺¹⁴⁰×b_I^-52=0,06+0,82×0,24=0,25=25%.

Определение β₂^-30 и β₂^-13.

Β₂^-30=30/52×β₂^-52=30/52×25=14,4%;

Β₂^-13=13/52×β₂^-52=13/52×25=6,3%.

Определение Q₃, Q₄, и Q₅.

Q₃=Q₁×β₂^-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 β₆^-13=β₂^-13+ β₂⁺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 +β₆^+a/b_V^-a)=1062(1/0,85+0,723/0,68)=2368 т/ч;₉=Q₁₀=Q₇-Q₆=2368-1062=1306 т/ч или 1306:1,6=816 м³/ч.

Определение β₇^-13 и β₇^-6,5.

Β₇^-а=1/у₇Е_IV^-a;

Β₇^-13=1/2,22×0,85=0,529=52,9%;

Β₇^-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

.1. Выбор и расчет дробилок

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

Табл.3 Технологическая характеристика выбранных дробилок

Производительность дробилки крупного дробления при щели 150мм 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; Q- производительность 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 числителе- требуемая производительность дробилок (см.табл.1), в знаменателе- производительность 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 150мм равна 550м³/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.

.2 Выбор и расчет мельниц

Выбор схемы измельчения.

           Измельчение

Поверочная классификация

Слив

                                                            Пески

Расчет мельниц по удельной производительности.

.        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).

.        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:

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, шт₁ - 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

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 помещениях- только 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 предприятий- важная 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.