q (мельницы) = Qм · (βв - βn) / Vм, т/м3·час
где Qм - производительность мельницы;
βв - содержание расчётного класса на разгрузке мельницы;
βn - содержание расчётного класса в питании мельницы;
Vм - геометрический объём мельницы.
qММС = (Q3 · β3) - (Q2 · β2) / 240 = 0,799 т/м3·час
qМШЦ = (Q11 · β11) - (Q11 · β9) / 246 = 0,686 т/м3·час
Эффективность работы классифицирующих аппаратов или эффективность классификации можно определить по следующей формуле:
ЕКСП = (Qс - Qп) / (Qп - Qпес),%
где ЕКСП - эффективность процесса классификации пульпы;
Qс - производительность классификатора по сливу;
Qп - нагрузка на классификатор по питанию;
Qпес - производительность классификатора по пескам.
ЕКСП-1 = (Q8 - Q5) / (Q8 - Q7) = (76 - 24,4) / (76 - 4,5) · 100% = 72%
ЕКСП - 2,3 = (Q10 - Q6) / (Q10 - Q9) = (75 - 24,4) / (75 - 4,0) · 100% = 71%
Расчёт шламовой схемы.
Расчёт шламовой технологической схемы имеет целью определить расход воды в продуктах измельчения, количество оборотной воды, добавляемой в процесс для приготовления пульпы.
Для расчёта шламовой схемы готовится вспомогательная таблица.
| № операции, продукта | Qn, т/сут | Rn | Wn, м3/сут | Vn, м3/сут | № операции, продукта | Qn, т/сут | Rn | Wn, м3/сут | Vn, м3/сут |
| 1 | 696,0 | 0,05 | 34,8 | 287,9 | III | ||||
| 2 | 1065,6 | 0,10 | 112,4 | 499,9 | 9 | 686,9 | 0,22 | 151,1 | 400,9 |
| I | IV | ||||||||
| 3 | 1065,6 | 0,38 | 404,7 | 792,2 | 10 | 464,0 | 7,0 | 3248,0 | 3416,7 |
| 4 | 1752,5 | 0,38 | 665,2 | 1302,5 | 11 | 686,9 | 0,39 | 267,9 | 517,7 |
| 5 | 601,6 | 0,38 | 228,6 | 447,4 | 12 | 696,0 | 7, 20 | 5017,9 | 5270,9 |
| II | 7 | 369,6 | 0,21 | 77,6 | 2112,0 | ||||
| 6 | 1150,9 | 0,38 | 437,3 | 855,8 | 8 | 232,0 | 7,6 | 1763,2 | 1847,6 |
W5 = W8 + W7 = 1763,2 + 77,6 = 1840,8 м3/сут;
W6 = W10 + W9 = 3248,0 + 151,1 = 3399,1 м3/сут;
W2 = W1 + W7 = 34,8 + 77,6 = 112,4 м3/сут;
W12 = W8 + W10= 1763,2 + 3248 = 5011,2 м3/сут;
WI = W3 - W2 = 404,7 - 112,4 = 232,3 м3/сут;
W4 = W3 + W11= 404,7 + 267,9 = 672,6м3/сут;
WII = (W8 + W7) - W5 = (1763,2 + 77,6) - 228,6 = 1612,2 м3/сут;
WIII = (W9 + W10) - W6 = (151,1 + 3248,0) - 437,3 = 2961,8 м3/сут;
WIV = W11 - W9 = 267,9 - 151,1 = 116,8 м3/сут.
Составляем баланс воды
| Поступает воды в процесс | м3/сут | Уходит воды из процесса | м3/сут |
| Исходный продукт | 34,8 | Слив на сгущение | 5017,9 |
| В ММС | 292,3 | ||
| В КСП-1 | 1612,2 | ||
| В КСП-2 | 2961,8 | ||
| В МШЦ | 116,8 | ||
| Итого: | 5017,9 | Итого: | 5017,9 |
Выбор и расчёт оборудования процесса измельчения.
Полная мощность, потребляемая приводом мельницы, рассчитывается по формуле:
Nс = 1,025 · Nn / ηρ· ηә
Где Nс - полная мощность мельницы;
Nn - полезная мощность;
ηρ - КПД редуктора мельницы;
ηә - КПД электродвигателя мельницы.
Расчёт количества устанавливаемых мельниц состоит в решении следующей формулы:
n = Qt · K1/K2 · tm · Qm
где Qt - масса измельчаемой руды, т/год;
K1 - коэффициент неравномерности работы мельницы (К = 1,15);
K2 - коэффициент учитывающий крепость руды;
tm - машинное время работы, час/год;
Qm - производительность одной мельницы.
Для определения количества устанавливаемых мельниц, воспользуемся таблицей:
| Схема измельчения | Шаровые и стержневые | ММС | |||
| Диаметры мельниц, мм | |||||
| До 3200 | 3600-4500 | 5000-6000 | 7000 | 9000 | |
| Машинное время, часов | |||||
| Одностадиальная | 8139 | 8053 | 7968 | 6854 | 6426 |
| Двухстадиальная | 7711 | 7539 | 7454 | ||
Производим расчёт полной мощности мельницы:
Nс = 1,025 · 2500/0,92 ·
Производительность барабанных мельниц зависит от крупности исходного и конечного продуктов, измельчаемости руды, размера, типа и частоты вращения мельницы, разжижении пульпы в питании, величины циркулирующей нагрузки, эффективности работы классифицирующих устройств.
Количество руды прошедшее через мельницу в единицу времени, определяет её производительность по исходному питанию и может быть рассчитана по формуле:
Q=P/t
Где Q - количество руды, т
T - время измельчения
Производительность мельницы находится по прямой зависимости от её геометрических размеров и может быть выражена формулой:
Q=КД2,5L, т/час
Где Д и L - диаметр и длина мельницы
К - коэффициент пропорциональности, зависящий от руды
При V=1м3, данная формула выражает удельную производительность мельницы:
Q=KД0,5
Значения коэффициента К для определения производительности мельниц
| Крупность исходной руды, мм | Значение К, при крупности 85% класса | |||
| -0,2 | -0,147 | -0,074 | -0,044 | |
| -2 | 1,6 | 1,16 | 0,5 | 0,3 |
| -19 | 1,92 | 1,33 | 0,62 | 0,41 |
| -12 | 2,33 | 1,52 | 0,71 | 0,58 |
| -6 | 2,93 | 1,83 | 0,82 | 0,63 |
Определим техническую производительность шаровой мельницы:
Q (МШЦ) =КД2,5L=0,82х4,52,5х6,0=448 т/час
Q (ММС) =КД2,5L=0,50х72,5х2,3=394 т/час
В исходном материале обычно имеется какое-то количество готового класса, поэтому удельная производительность определяется по вновь образованному готовому классу:
q = Q (βк - βк) /V
Где Q-производительность мельницы;
Βк, βк - конечное и начальное содержание готового класса в пульпе
V-объём мельницы
Проведём расчёт для других размеров мельниц ММС-90х30 и МШЦ-40х55
Q (МШЦ) =КД2,5L=0,82х4,02,5х5,5=288 т/час
Q (ММС) =КД2,5L=0,50х72,5х3,0=1093,5 т/час
Вывод: согласно технико-экономическим показателям:
количество мельниц ММС:
ММС-70х23 n = 1065,6/394=2,7=3
ММС-90х30 n = 1065,6/1093,5=0,97=1
Количество мельниц по энергозатратам аналогичны рассчитанным
занимаемых технологических площадей
относительной стоимости (ММС-70х23: ММС-90х30 = 1,0: 1,15)
Мельница ММС-90х30 имеет неоспоримое преимущество, также как и мельница МШЦ-45х60.
Расчёт классификаторов.
Спиральные классификаторы применены в данном проекте, так как в них можно легко получить слив меньше 0,1-0,074мм, что, и требуется получить.
Производительность спиральных классификаторов зависит от гранулометрического состава исходного материала, поступающего из мельницы, его плотности и крупности, плотности и крупности слива, содержания в пульпе растворённых солей и реагентов.
Производительность по сливу можно определить по формуле:
Для классификатора с высоким порогом
Q = mab (94Д2 + 16Д),
Для классификатора с погружённой спиралью
Q = mab (75Д2 + 10Д),
где Q - производительность, т/сут;
m - число спиралей классификатора;
а и b - поправки на крупность слива и на плотность руды (а = 1,46, b = 0,98); Д - диаметр спиралей, м.
Диаметр спиралей можно рассчитать по суточной производительности:
Для первой стадии - Qсут = 601,4х24=14438,4
Для второй стадии - Qсут = 1150,9х24=13810,8
Так как количество мельниц ММС равно 3 единицам, суточный расход уменьшится в три раза
Для первой стадии - Qсут = 14438,4/3=4812,8
Для второй стадии - Qсут = 13810,8/3=4603,6
Диаметры для классификаторов с высоким порогом:
Для первой стадии - Д = - 0,07 + 0,103 √ а/mab
Для второй стадии - Д = - 0,07 + 0,115 √ а/mab
Д1 = - 0,07 + 0,103 √ 4812,8/2 · 1,2 · 1,09 = 4,3 м
Д2 = - 0,07 + 0,103 √ 4603,6/2 · 1,2 · 1,09 = 4,75 м
Так как наиболее близкий по диметру спирали является классификатор типа КСП-24 с погружённой спиралью, его мы и примем в расчётах.
Q1 = 2 · 1,2 · 1,09 · (94 · 32 + 16 · 3) = 2338,7 т/сут;
Q2 = 2 · 1,2 · 1,09 · (75 · 2,42 + 10 · 2,4) = 1192,9 т/сут;
Количество классификаторов одного блока для первой стадии измельчения:
N=4812,8/2338,7=2,05=2
N=4812,8/1192,9=4,03=4
Для второй стадии:
N=4603,6/2338,7=1,97=2
N=4603,6/1192,9=3,86=4
Вывод: на основании расчётов, наиболее приемлемыми классификаторами являются классификаторы с высоким порогом и диаметром спирали 3,0 м. В этом случае необходимо будет 2 классификатора в первой стадии измельчения одного блока и 2 во второй. В этом случае годовая производительность фабрики составит: 5000000 т/год.
Производительность спиральных классификаторов по пескам рассчитывается по формуле:
Q = 135 · m · b · n · Д3
Для первой и второй стадии КСП с высоким порогом:
Q1 = 135 · 2 · 1,09 · 4,3· 33 = 34168,2 т/сут;
Для КСП с погружённой спиралью:
Q2 = 135 · 2 · 1,09 · 4,3· 2,43 = 34168,2 т/сут.
По пескам проходят оба типа классификаторов в первой и второй стадии измельчения.
Краткие экономические выкладки процесса измельчения.
Перед проектированием строительства обогатительной фабрики или отдельного цеха, наряду с технологическими решениями просчитываются экономические затраты. Эти расчёты оформляются в виде сметной части, итогом в которых является сметная калькуляция производственных расходов.