Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых
Контрольная работа
Магнитные, электрические и
специальные методы обогащения полезных ископаемых
Содержание
Введение
. Выбор и обоснование технологической схемы обогащения руды
. Расчет технологической схемы
. Выбор типа сепаратора
. Производительность сепараторов для сухой магнитной
сепарации с верхним питанием
. Расчет производительности сепаратора 2ПБС-90/250
Список литературы
сепаратор
обогащение железная руда
Введение
Контрольный проект по дисциплине специализации: «Магнитные, электрические
и специальные методы обогащения полезных ископаемых» выполняется в соответствии
с учебной программой. Тематикой курсового проекта являются выбор и обоснование
технологической схемы обогащения руды.
Цель проекта - научиться проектировать и рассчитывать технологические
схемы обогащения с известным содержанием железа общего в исходной руде.
Задачи курсового проекта:
· определить к какому типу относится руда (слабомагнитная,
сильномагнитная);
· разработать и просчитать технологическую схему обогащения;
· выбрать тип сепаратора;
· просчитать производительность сепаратора;
· определить необходимую потребность в сепараторах.
На листе графической части приводится технологическая схема фабрики с
указанием качественно-количественных показателей (Q,
β, γ, ε) и
чертеж применяемого сепаратора (общий вид).
1. Выбор и обоснование
технологической схемы обогащения руды
При разработке технологической схемы обогащения необходимо внимательно
рассмотреть особенность предложенной руды: крупность, характер вкрапленности
минералов, магнитная восприимчивость, влажность, содержание основного
компонента. Классифицированная или неклассифицированная, а также возможное
содержание вредных примесей.
В задании на проектирование указывается количество перерабатываемой руды
в единицу времени, требования к качеству получаемого концентрата (промпродукта)
согласно действующих технических условий.
В зависимости от свойств руды принимается технология обогащения,
рассчитывается производительность сепаратора, но прежде определяется, какой
необходим тип сепаратора. Для сухого обогащения сильномагнитных минералов
применяются барабанные или валковые сепараторы с верхним или нижним питанием.
При обогащении одной и той же руды более качественный концентрат по содержанию
железа или марганца можно получить на сепараторе с нижней подачей.
Опыт показывает, что с уменьшением крупности руды допустимое содержание
влаги в руде при сухой сепарации понижается. Для руды крупностью 20÷0
мм допустимая влажность
составляет 4÷1 %, для мелкой руды 2÷0 мм и тоньше она понижается до 1 %.
Удельная магнитная восприимчивость для вещества чистого магнетита
составляет 3∙10-4 ÷ 8∙10-4 м3/кг (0.024÷0.064
см3/г), а у
слабомагнитных минералов (гематита, псиломелана и др.)
.2·10-7÷5∙10-6 м3/кг (10 5÷4·10-4 см3/г).
Магнитная проницаемость вакуума - 4π∙10-7
HqradH=cHo2e-2cx,
где HqradH - сила магнитного поля, α2/м3;
c- - коэффициент неоднородности поля;
S - шаг полюсов, м;
R
- радиус барабана, м;
Ho
- напряженность магнитного поля у полюсов (где x=0), α2/м3;
e
- основание натуральных логарифмов;
Hx=Hoe-cx
- напряженность магнитного поля на
расстоянии x от полюсов, α/м.
Рис.1 Технологическая схема обогащения проектируеиой руды
2. Расчет технологической схемы
Железная руда обогащается в условиях Тёйской ДОФ. Крупность руды 0-150
мм; содержание железа - 40%, влажность - 4%, магнитная восприимчивость - 4·10-5
м3/кг; производительность 2 млн.т/год; удельный вес - 3400кг/м3.
ДОФ работает 365 дней в году по 24 часа в сутки. Производительность - 1.1
млн.т/год.
3. Выбор типа сепаратора
Исходя, из практики магнитного обогащения отечественных и зарубежных
фабрик обогащение тонковкрапленной сильномагнитной магнетитовой руды
осуществляем в сепараторах для сухого магнитного обогащения типа ПБС[1, c.16]..
По заданным значениям удельной магнитной восприимчивости, равной 4 .10-5
м3/кг и крупности руды - 20 - 0 мм, выбираем сепаратор с
сильным полем для сухого обогащения сильномагнитных руд. Для основной сепарации
2ПБС-90/250.
4. Производительность сепараторов для
сухой магнитной сепарации с верхним питанием
Удельная производительность сепараторов с верхней подачей для сухой
сепарации определяется равенством:
или
т/час·м,
где
- коэффициент, учитывающий исходное содержание (%) в руде магнитных частиц:
при
>70 % =0.7;
при
=50 % =1;
при
<30 % =1.3.
-
коэффициент заполнения слоя руды, равный теоретически - 0.11, а практически -
0.2;
-
скорость перемещения руды через рабочую зону, м/сек;
-
плотность руды, кг/м3;
n - число слоев, которое зависит от крупности руды:
при
>25 мм n=1;
при
от 25 до 8 мм n=1÷3;
при
от 8 до 2 мм n=3÷5;
-
верхний предел крупности руды, м;
h - средняя высота слоя руды (h= n∙), м.
1. Максимальная допустимая скорость вращения барабана при операциях
выделения хвостов
Vхв=
где R - радиус барабана, см;
d - размер куска руды, мм;
-
коэффициент, учитывающий содержание;
магнитных
частиц в руде
=0.7 при >70 %;
=1 при =50 %;
-
магнитная проницаемость вакуума. 4π∙10-7;
-
удельная магнитная восприимчивость. м3/кг;
HqradH
- сила магнитного поля, а2/м3.
1 Максимальная допустимая скорость вращения барабана при операциях
выделения концентрата
Vk=
Для мелкой руды R>>d
Vk=
где Vk - скорость вращения барабана, м/сек;
g
- ускорение свободного падения.
5. Расчет производительности
сепаратора 2ПБС-90/250
Определим производительность барабанного сепаратора 2ПБС-90/250 с верхней
подачей для обогащения магнетитовой руды крупностью - 150÷0
мм, содержащей около 42
% магнетита.
Допустимая
скорость вращения барабана сепаратора определяется по формуле (1), но для этого
нужно знать силу магнитного поля (HqradH) сепаратора, действующую на
наиболее крупные куски руды, и минимальную удельную магнитную восприимчивость
сростков , извлекаемых в магнитный продукт; значение последней
принимаем 4·10-6 м3/кг.
Напряженность
поля сепаратора 2ПБС-90/250 на уровне полюсов составляет Ho=0.15Тл.
Коэффициент неоднородности поля сепаратора «С» при шаге полюсов S=0.22 м и
радиусе барабана R=0.45 м составляет:
м-1
Для подсчета силы магнитного поля HqradH, действующей на наиболее
крупные куски, расстояние X от полюсов, учитывая характер кривой H=f(x)
принимаем:
X=0.3∙dmax+Δ=0.3·0.02+0.01=0.016 м,
где Δ - расстояние от полюсов до наружной поверхности барабана, м.
Сила магнитного поля HqradH при заданных условиях составит:
HqradH=cHo2e-2cx
HqradH =16.5· (1.2·105)2·e-2·16.5·0.016=16.5·1.44·1010·0.589=13.994·1010
а/м3.
Для определения допустимой скорости вращения барабана воспользуемся
равенством:
Для
подсчета удельной производительности сепаратора 2ПБС-90/250 на данной руде
принимаем: a=2; =3400 кг/м3
h= n∙=0.605∙2∙0.02=0.024, м.
Подставив
указанные h, , и в равенство получим:
т/час·м
Ширина
питания у барабанных сепараторов 2ПБС - 90/250 составит 2.5 м; учитывая это,
получим, что его производительность на руде крупностью - 40÷0 мм составляет 2.5·62.95=157.375 т/час.
Находим
потребное число сепараторов по формуле:
где Qm - количество материала поступающего на сепарацию, т/ч;
Qm=228.3 т/ч; Q - производительность сепаратора, т/ч.
Рис 2. Качественно-количественная схема Тейской ДОФ
Список использованной литературы
1. Справочник по обогащению руд Т 2. Основные процессы. - М.:
Недра, 1983. - 380 с.
. Кармазин В.И. Магнитные методы обогащения / В.И. Кармазин,
В.В. Кармазин. - М.: Недра, 1984. - 400 с.
. Деркач В.Г. Специальные методы обогащения полезных
ископаемых / В.Г. Деркач. - М.: Недра, 1966. - 337 с.
. Кармазин В.И. Магнитные методы обогащения / В.И. Кармазин,
В.В. Кармазин. - М.: Недра, 1978. - 252 с.