Пример расчета количественной и водно-шламовой схемы
Схема измельчения для проектируемой к переработке руды принята аналогичной схеме измельчения на фабрике, принятой за эталон, и приведена на рисунке 9. На рисунке 25 приведена рассчитанная технологическая схема измельчения.
Исходные данные:
1) часовая производительность цеха измельчения – Q0 = 509 т/ч;
2) коэффициент крепости руды по М.Протодьяконову – f = 17;
3) крупность дробленого продукта – dн = 12 мм;
4) конечная крупность измельчения руды – βК = 85 % кл. –74 мкм;
5) классификация во всех стадиях осуществляется в гидроциклонах.
Принимаются и назначаются содержания класса –74 мкм в продуктах измельчения и классификации.
По таблице 27 содержание класса –74 мкм в дробленом продукте (dн = 12 мм) для твердых руд принимается 7 % (β0–74 = 7 %).
Содержание класса –74 мкм в сливе контрольной классификации первой стадии измельчения рассчитывается по формуле (47) со сменой индексов:
β9–74 – β0–74
β5–74 = β0–74 + ------------------- .
1 + k m
Т.к. в первой и второй стадиях измельчения устанавливаются шаровые мельницы, то значение «k» принимается равным единице, т.е. k = 1.0; значение «m» принимается равным 0.7 (m = 0.7); тогда
85 – 7
β5–74 = 7 + ---------------- = 52.9 %, принимается β5–74 = 53 %.
1 + 1*0.7
Содержание класса –74 мкм в сливе поверочной классификации принимается равным 42 % (β3–74 = 42 %).
Содержание класса –74 мкм в песках гидроциклонов принимается по таблице 26: β4–74 = 7 %, β6–74 = 10 % и β10–74 = 22 %.
Содержание класса –74 мкм в сливе мельниц принимается равным:
I стадия измельчения – 20 % (β2–74 = 20 %);
II стадия измельчения – 35 % (β2–74 = 35 %).
Найдем γ6 по формуле (45):
β5–74 – β3–74 55 – 42
γ6 = γ0 * ------------------ = 100 * ------------- = 40.6 %, принимается γ6 = 41 %,
β3–74 – β6–74 42 – 10
и γ3 = 100 + γ6 = 100 + 41 = 141 %.
Найдем γ4 по формуле (46):
β3–74 – β2–74 42 – 20
γ4 = γ3 * ------------------ = 141 * ----------- = 238.6 %, принимается γ4 = 239 %,
β2–74 – β4–74 20 – 7
и γ7 = γ4 + γ6 = 41 + 239 = 280 %.
Найдем γ11 по формуле (56) с изменением индексов:
β9–74 – β5–74 85 – 53
γ11 = γ0 * -------------------- = 100 * ------------- = 246.2 % (γ11 = 246 %).
β11–74 – β10–74 35 – 22
γ1 = γ2 = γ0 + γ7 = 100 + 280 = 380 %;
γ10 = γ11 = 246 %;
γ8 = γ5 + γ11 = 100 + 246 = 346 %.
Рассчитаем водно-шламовую схему.
Для расчета водно-шламовой схемы определяются и назначаются содержания твердого в продуктах измельчения и классификации.
Содержание твердого в дробленом продукте принимается 95 %.
Содержание твердого в сливах мельниц назначаем:
1) I стадия измельчения – 68 %;
2) II стадия измельчения – 60 %.
Содержание твердого в песках гидроциклонов принимается по таблице 34:
1) пески поверочной классификации I стадии – 80 %;
2) пески контрольной классификации I стадии – 77 %;
3) пески классификации II стадии – 70 %.
Для определения содержания твердого в сливе гидроциклона поверочной классификации I стадии находим:
1) частный выход слива гидроциклона по формуле (77):
γс γ3 141
γс’ = 100 * ------------ = 100 * ------------- = 100 * ----------------- = 37.1 %;
γс + γп γ3 + γ4 141 + 239
2) остаток на сите с размером отверстия 74 мкм по формуле (75):
R+74 = 100 – βc–74 = 100 – β3–74 = 100 – 42 = 58 %;
3) номинальную крупность слива по формуле (74):
96.274 96.274
dН = ----------------- = --------------- = 407 мкм;
2 – lg R+74 2 – lg 58
4) граничную крупность слива по формуле (76):
dг = dн/1.75 = 407/1.75 = 233 мкм;
5) по таблице 32 такая граничная крупность обеспечивается гидроциклоном с D = 710 мм;
6) по таблице 33 для βc–74 = 42 % и диаметра гидроциклона D = 710 мм номер кривой на рисунке 23 – 1;
7) по кривой 1 на рисунке 23 для γс’ = 37.1 % содержание твердого в сливе гидроциклона составит %ТВ = %ТВг * Kδ = 56 * (3.0 / 2.7)0.25 = 57.5 %.
Содержание твердого в сливе гидроциклона контрольной классификации рассчитывается по балансу воды в операции и известных содержаний твердого в питании (слив гидроциклона поверочной классификации) и песках гидроциклона. Расчет содержания твердого в сливе гидроциклона контрольной классификации приводится ниже после составления вспомогательной таблицы (см. таблицу 35).
Содержание твердого в сливе гидроциклона II стадии измельчения определяется аналогично определению содержания твердого в сливе гидроциклона поверочной классификации I стадии измельчения:
1) частный выход слива гидроциклона по формуле (77):
γ9 100
γс’ = 100 * ------------- = 100 * ----------------- = 28.9 %;
γ9 + γ10 100 + 246
2) остаток на сите с размером отверстия 74 мкм по формуле (75):
R+74 = 100 – β9–74 = 100 – 85 = 15 %;
3) номинальную крупность слива по формуле (74):
96.274
dН = --------------- = 117 мкм;
2 – lg 15
4) граничную крупность слива по формуле (76):
dг = 117/1.75 = 67 мкм;
5) по таблице 32 такая граничная крупность обеспечивается гидроциклоном с D = 360 мм;
6) по таблице 33 для βc–74 = 85 % и диаметра гидроциклона D = 360 мм номер кривой на рисунке 23 – 4;
7) по кривой 4 на рисунке 23 для γс’ = 28.9 % содержание твердого в сливе гидроциклона составит %ТВ = %ТВг * Kδ = 29 * (3.0 / 2.7)0.25 = 29.8 %.
Для расчета водно-шламовой схемы составляется вспомогательная таблица.
Таблица 35 – Вспомогательная таблица расчета водно-шламовой схемы
| Порядковый номер продукта | Содержание класса –74 мкм, % | Выход продукта, % | Масса продукта, т/ч | Содержание твердого, % | Масса воды в продукте, т/ч | Объем пульпы, м3/ч |
| 26.8 | 196.5 | |||||
| — | 1934.2 | 83.11 | 393.2 | 1037.9 | ||
| 1934.2 | 828.9 | 1473.6 | ||||
| 717.7 | 57.5 | 530.5 | 769.7 | |||
| 1216.5 | 304.1 | 709.6 | ||||
| 52.09 | 468.2 | 637.9 | ||||
| 208.7 | 62.3 | 131.9 | ||||
| — | 1425.2 | 79.55 | 366.4 | 841.5 | ||
| — | 1761.1 | 57.48 | 1302.9 | 1889.9 | ||
| 28.9 | 1252.2 | 1421.9 | ||||
| 1252.1 | 536.6 | 954.0 | ||||
| 1252.1 | 834.7 | 1252.1 |
Масса “n”-го продукта в таблице 35 рассчитывается по формуле (78):
γn * Q0
Qn = -------------, т/ч; (78)
где: γn – выход “n”-го продукта, %.
Масса воды рассчитывается по формуле (69), объем пульпы – по формуле (71).
Масса воды в сливе контрольной классификации рассчитывается по уравнению баланса воды: W5 = W3 – W6 = 530.5 – 62.3 = 468.2 т/ч.
Содержание твердого в сливе контрольной классификации I стадии измельчения рассчитывается по формуле (70):
Q5 509
%ТВ = 100 * -------------- = 100 * ------------------- = 52.09 %.
W5 + Q5 509 + 468.2
Масса воды в продукте 7: W7 = W4 + W6 = 304.1 + 62.3 = 366.4 т/ч.
Масса воды в продукте 8: W8 = W5 + W11 = 468.2 + 834.7 = 1302.9 т/ч.
Масса добавляемой воды в измельчение I рассчитывается по уравнению баланса воды и составит:
LI = W2 – W0 – W4 – W6 = 828.9 – 26.8 – 304.1 – 62.3 = 435.7 т/ч.
Масса добавляемой воды в поверочную классификацию I стадии измельчения составит:
LII = W3 + W4 – W2 = 530.5 + 304.1 – 828.9 = 5.7 т/ч.
Масса добавляемой воды в классификацию II стадии измельчения составит:
LIV = W9 + W10 – W5 – W11 = 1199.1 + 536.6 – 468.2 – 834.7 = 432.8 т/ч.
Масса добавляемой воды в измельчение II составит:
LV = W11 – W10 = 834.7 – 536.6 = 298.1 т/ч.
Результаты выполненных расчетов приведены в таблице 36. Баланс воды по рассчитанной схеме приведен в таблице 37. Рассчитанная технологическая схема измельчения представлена на рисунке 25.
Таблица 36 – Результаты расчета количественной и водно-шламовой схемы
| ПОСТУПАЕТ | ВЫХОДИТ | ||||||||||
| Наименование продуктов | Выход, % | Масса твердого, т/ч | Содержание твердого, % | Масса воды, т/ч | Объем пульпы, м3/ч | Наименование продуктов | Выход, % | Масса твердого, т/ч | Содержание твердого, % | Масса воды, т/ч | Объем пульпы, м3/ч |
| I. Измельчение I стадия | |||||||||||
| Руда | 26.8 | 196.5 | Слив мельницы I стадии | 1934.2 | 828.9 | 1473.6 | |||||
| Пески гидроциклона–I | 1216.5 | 304.1 | 709.6 | ||||||||
| Пески гидроциклона–II | 208.7 | 62.3 | 131.9 | ||||||||
| Вода | — | — | — | 435.7 | 435.7 | ||||||
| Итого | 1934.2 | 828.9 | 1473.6 | Итого | 1934.2 | 828.9 | 1473.6 | ||||
| II. Поверочная классификация I стадии измельчения | |||||||||||
| Слив мельницы I стадии | 1934.2 | 828.9 | 1473.6 | Слив гидроциклона–I | 717.7 | 57.5 | 530.5 | 769.7 | |||
| Вода | — | — | — | 5.7 | 5.7 | Пески гидроциклона–I | 1216.5 | 304.1 | 709.6 | ||
| Итого | 1934.2 | 69.86 | 834.6 | 1479.3 | Итого | 1934.2 | 69.86 | 834.6 | 1479.3 | ||
| III. Контрольная классификация I стадии измельчения | |||||||||||
| Слив гидроциклона–I | 717.7 | 57.5 | 530.5 | 769.7 | Слив гидроциклона–II | 52.09 | 468.2 | 637.9 | |||
| Пески гидроциклона–II | 208.7 | 62.3 | 131.9 | ||||||||
| Итого | 717.7 | 57.5 | 530.5 | 769.7 | Итого | 717.7 | 57.5 | 530.5 | 769.7 | ||
| IV. Классификация II стадии измельчения | |||||||||||
| Слив гидроциклона–II | 52.09 | 468.2 | 637.9 | Слив гидроциклона–III | 28.9 | 1252.2 | 1421.9 | ||||
| Слив мельницы II стадии | 1252.1 | 834.7 | 1252.1 | Пески гидроциклона–III | 1252.1 | 536.6 | 954.0 | ||||
| Вода | — | — | — | 485.9 | 485.9 | ||||||
| Итого | 1761.1 | 49.61 | 1788.8 | 2375.9 | Итого | 1761.1 | 49.61 | 1788.8 | 2375.9 | ||
| V. Измельчение II стадия | |||||||||||
| Пески гидроциклона–III | 1252.1 | 536.6 | 954.0 | Слив мельницы II стадии | 1252.1 | 834.7 | 1252.1 | ||||
| Вода | — | — | — | 298.1 | 298.1 | ||||||
| Итого | 1252.1 | 834.7 | 1252.1 | Итого | 1252.1 | 834.7 | 1252.1 |
Q
γ ------- %ТВ
Руда W
0 100 ---------- 95
26.8
Свежая вода
1934.2
1 380 ----------- 83.11
393.2
LI = 435.7
ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ I 7
 | | ||
1934.2 1425.2
LII = 5.7 2 380 ----------- 70 280 ---------- 79.55
828.9 366.4
ПОВЕРОЧНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ I СТАДИИ
 |
LIII = 0 717.7 1216.5
3 141 ----------- 57.5 4 239 ------------ 80
530.5 304.1
β3–74 = 42 %
КОНТРОЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
 |  | ||
509 208.7
5 100 ----------- 52.09 6 41 ---------- 77
468.2 62.3
β5–74 = 53 %
 | |||
| | |||
LIV = 485.9 1761.1
8 346 ------------- 57.48
1302.9
КЛАССИФИКАЦИЯ II СТАДИИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
 |
509 1252.1
9 100 ------------ 28.9 10 246 ------------- 70
1252.2 536.6
β9–74 = 85 % 
LV = 298.1
 | |||||||||||||||
 | |  | | | | ||||||||||
 |
1251.1
11 246 ------------- 60
834.7
Рисунок 25 – Технологическая схема измельчения
Таблица 37 – Баланс воды по рассчитанной схеме
| ПОСТУПАЕТ | ВЫХОДИТ | ||
| Наименование продуктов | Масса продуктов, т/ч | Наименование продуктов | Масса продуктов, т/ч |
| Вода с рудой | 26.8 | Вода со сливом гидроциклона–III | 1252.2 |
| Вода в измельчение I стадии | 435.7 | ||
| Вода в поверочную классификацию I стадии измельчения | 5.7 | ||
| Вода в классификацию II стадии измельчения | 485.9 | ||
| Вода в измельчение II стадии | 298.1 | ||
| Итого | 1252.2 | Итого | 1252.2 |