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
Месторождение
|
Прочность,f
|
Размер
зерен, мм
|
Средний
размер вкраплен., мм
|
Плотность
руды д,т/м3
|
Крупность
руд, мм
|
Тырныаузское
|
10-12
|
0,1
|
0,01-1
|
3
|
1500
|
Чорух-Дайронское
|
6-12
|
0,4
|
0,01-0,5
|
3,65
|
1500
|
Майхуринское
|
7-12
|
0,1
|
0,1-1
|
2,68
|
1500
|
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
Qк.д.ч.
= Qф.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
Qс.м.д.ч.=Qф.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
Sср=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 Sср,
а степень дробления в третьей стадии - больше Sср.
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
II=D2/zI=214/1,5=150мм,
при iI=150мм,
D2=iIzI=150×1,5=225мм;
iIII=D6/zIII=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 аI=iI=150мм,
Е-аI=60%;
аI
II=1,8iIII=1,8×29=52,2мм;
аIII=58мм,
Е-аIII=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
iIII=7мм,
аIV=13мм,
Е-аIV=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 Qn=Q1yn
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=Q1β1-140EI-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 iIII=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 iII,
то
Β2-52=β1-52+
β1+140×bI-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-52IV=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×bIII-13=0,063+0,856×0,25=0,277=27,7%.
Определение
Q7
, Q9
и Q10.
Q7=Q6(1/Е-аIV
+β6+a/bV-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/у7ЕIV-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/Qдр=530/630=0,8;
К2=Q4/Qдр=523/580=0,9;
К3=Q9/Qдр=816/4×223=0,9.
3.
Выбор и расчет оборудования
.1.
Выбор и расчет дробилок
Показатели
|
Стадии
дробления
|
|
первая
|
вторая
|
третья
|
Крупность
наибольших кусков в питании, мм
|
750
|
225
|
60
|
Ширина
разгрузочной щели, мм
|
150
|
7
|
Требуемая
производительность, т/ч
|
714/446
|
800/500
|
1435/896
|
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
Стадия
дробления
|
Тип
и размер дробилок
|
Ширина
приемного отверстия,мм
|
Пределы
регулирования разгрузочной щели,мм
|
Производительность
при запроектированных щелях,м3/ч
|
Первая
|
Конусная
крупного дробления, 1200мм
|
1200
|
130,
150, 180
|
800
|
Вторая
|
Конусная
среднего дробления, 2200мм
|
350
|
30-60
|
580
|
Третья
|
Конусная
мелкого дробления, 2200мм
|
130
|
5-15
|
260
|
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: Qзц=kцQ=1,3×200=260
м3/ч,
где kц-
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 Кк по формуле Кк=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;
Кк=м2/м1=0,83/0,638=1,3.
3. Определяем
значение коэффициента КD
для сравниваемых мельниц:
Для
мельницы 4000×5000мм
КD==1,06
Для
мельницы 4500×5000мм
КD==1,12
Для
мельницы 3600×4000мм
КD==1
4. Определяем
удельную производительность мельниц по вновь образуемому классу -0,074 по
формуле
Q=q1КиКкКDКт;
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
Qм=
Для мельницы 4000×5000
мм
Qм=
Для мельницы 4500×5000
мм
Qм=
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
Вариант
|
Размеры барабанов мельниц D×L, мм
|
Число мельниц
|
Масса мельниц, т Одной всей
|
Установочная мощность, кВт Одной
всех
|
Коэффициент запаса
|
а
|
3600×4000
|
8
|
166 1660
|
1250 12500
|
8:7,4=1,08
|
б
|
4000×5000
|
7
|
265 1855
|
2000 14000
|
7:6,1=1,1
|
в
|
4500×5000
|
5
|
300 1800
|
2500 15000
|
5:4,7=1,06
|
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;
qрасч - расчетная
удельная производительность;
dрасч - 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;
qрасч - расчетная
удельная производительность;
dрасч - 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 14оС, 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.