Пример расчета производительности мельниц, когда в первой стадии установлена стержневая мельница

Выбрать и рассчитать производительность и количество мельниц для следующих условий:

1) производительность фабрики – 3085000 т/г;

2) схема измельчения – двухстадиальная (рисунок 26);

3) циркулирующая нагрузка во II стадии – 200 %;

4) принятое при расчете схемы отношение приведенных объемов мельниц второй стадии к объему мельниц первой стадии составляет К = 1.5;

5) отношение удельной производительности мельниц второй стадии к первой составляет m = 0.7;

6) номинальная крупность питания мельниц – 20 мм;

7) содержание класса –74 мкм в исходной руде – β_Н^–74 = 8 %;

8) содержание класса –74 мкм в конечном продукте схемы – β_К^–74 = 68.6 %;

9) расчетом схемы измельчения найдено содержание класса –74 мкм в конечном продукте первой стадии – 37.5 %;

10) работы по определению измельчаемости руды – не проводились;

11) крепость руды по М.И.Протодьяконову – 14÷16;

12) плотность руды – 3.0 т/м³.

Выбор и расчет мельниц первой стадии.

В первой стадии проектируемой схемы измельчения устанавливаются стержневые мельницы, работающие в открытом цикле. Определим часовую производительность измельчительного отделения по формуле (1):

Q_г 3085000

Q₀ = ---------------------- = ------------------------- = 400 т/ч.

N * m * n * K_в 357 * 3 * 8 * 0.9

Определим ориентировочный объем мельниц для расчета:

V_OP = Q₀/10 = 400/10 = 40 м³.

По таблице Б.1 приложения Б выбираем для сравнительного анализа мельницы:

МСЦ–36х55 с V = 50 м³;

МСЦ–32х45 с V = 32 м³;

МСЦ–27х36 с V = 17.7 м³.

Руда

0 100 ---------- 95

21.1

Свежая вода

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ I

1 100 ---------- 70

L_I = 150.3 171.4

1200

L_II = 538.3 2 300 ----------- 63

704.7

К Л А С С И Ф И К А Ц И Я

400 800

3 100 ----------- 33 4 200 ------------ 65

812.2 430.8

L_III = 102.5

5 200 ------------ 60

533.3

Рисунок 26 – Технологическая схема измельчения

Поскольку в первой стадии устанавливаются стержневые мельницы, а во второй – шаровые, расчет предпочтительнее вести по энергетической эффективности.

В качестве эталонной мельницы принимается стержневая мельница Балхашской медной обогатительной фабрики, работающей на Коунрадской руде, со следующими показателями:

1) крупность питания – d_Н = 25 мм;

2) содержание класса –0.074 мм в конечном продукте I стадии – 30 %;

3) крепость руды по М.И.Протодьяконову – 12÷14;

4) плотность руды – 2.7 т/м³;

5) эффективность измельчения, приведенная к мельнице с D = 3200 мм, составляет 0.076 т/кВт-ч.

Определим эффективность измельчения для проектируемой к переработке руды по формуле (90):

e_–74 = e_Э * К_И * К_К, т/кВт-ч.

Найдем приближенный коэффициент измельчаемости K_И проектируемой к переработке руды по отношению к Коунрадской по формуле (80) с помощью таблицы 38:

K_И = (K_{f пр} / K_{f эт}) * (δ_т / 2.7) = (1.05/1.16) * (3/2.7) = 1.01.

Найдем коэффициент влияния крупности К_К по формуле (81) с помощью таблицы 39:

K_К = m₂ / m₁ = 0.87 / 0.78 = 1.12,

тогда по формуле (90):

e_–74 = 0.076 * 1.01 * 1.12 = 0.086 т/кВт-ч.

Определим производительность рассчитываемых мельниц по исходной руде.

Мельница МСЦ–36х55 имеет установленную мощность двигателя N_У = 1250 кВт.

Ее производительность по руде в соответствии с формулой (91) составит:

N_У * η * e_–74 1250 * 0.9 * 0.086

Q_P = --------------------- = --------------------------- = 328 т/ч.

(β_К^–74 – β_Н^–74) 0.375 – 0.08

Мельница МСЦ–32х45 имеет установленную мощность двигателя N_У = 900 кВт.

Ее производительность по руде в соответствии с формулой (91) составит:

N_У * η * e_–74 900 * 0.9 * 0.086

Q_P = --------------------- = --------------------------- = 236.1 т/ч.

(β_К^–74 – β_Н^–74) 0.375 – 0.08

Мельница МСЦ–27х36 имеет установленную мощность двигателя N_У = 380 кВт.

Ее производительность по руде в соответствии с формулой (91) составит:

N_У * η * e_–74 380 * 0.9 * 0.086

Q_P = --------------------- = --------------------------- = 99.7 т/ч.

(β_К^–74 – β_Н^–74) 0.375 – 0.08

Количество мельниц и коэффициент загрузки составят:

для МСЦ–36х55: N = 400/328 = 2 шт., К_З = 400/(2*328) = 0.61;

для МСЦ–32х45: N = 400/236.1 = 2 шт., К_З = 400/(2*236.1) = 0.85;

для МСЦ–27х36: N = 400/99.7 = 5 шт., К_З = 400/(5*99.7) = 0.80.

Составим таблицу для технико-экономического сравнения рассчитанных мельниц.

Таблица 45 – Сравнительные данные рассчитанных мельниц

Типоразмер мельниц	Потребное количество, шт.	Общая установленная мощность, кВт	Общая стоимость, тыс.т.	Коэффициент загрузки
МСЦ–36х55			6848.96	0.61
МСЦ–32х45			4164.0	0.85
МСЦ–27х36			7655.0	0.80

Из таблицы 45 следует, что наилучший вариант установки мельниц МСЦ–32х45. Принимается к установке этот типоразмер мельниц в количестве двух штук.

Проверим мельницу на пропускную способность по формуле (88):

Q₀ * (1 + C) 400

------------------- = ------------ = 6.25 т/(м³ * ч),

N * V 2 * 32

что меньше максимально допустимой нагрузки.

Во второй стадии измельчения устанавливаются мельницы с разгрузкой через решетку.

В соответствии с расчетом схемы измельчения отношение приведенного объема мельниц второй стадии к объему мельниц первой стадии должно составлять 1.5, при этом на одну мельницу первой стадии можно устанавливать одну или две мельницы второй стадии.

Объем мельницы первой стадии составляет 32 м³, следовательно, эквивалентный объем мельницы второй стадии должен составлять 32 * 1.5 = 48 м³.

Проверим мельницу МШР–36х40. Ее рабочий объем 35.5 м³, а приведенный объем в соответствии с формулой (95) составит:

___________ ___________

/ D₂ – 0.15 / 3.6 – 0.15

V_пр. = V₂ * \ / ---------------- = 35.5 * \ / ---------------- = 37.76 м³.

\/ D₃ – 0.15 \/ 3.2 – 0.15

Одной такой мельницы во второй стадии на одну мельницу первой стадии недостаточно, т.к. 37.76 / 32 = 1.18 < 1.5.

Проверим мельницу МШР–32х45. Ее рабочий объем 32 м³, такой же и приведенный. При установке двух мельниц этого типоразмера на одну мельницу первой стадии отношение приведенных объемов составит (2 * 32)/32 = 2, что больше требуемого значения.

Проверим мельницу МШР–32х31. Ее рабочий объем 22.4 м³, такой же и приведенный. При установке двух мельниц этого типоразмера на одну мельницу первой стадии отношение приведенных объемов составит (2 * 22.4)/32 = 1.4 , что меньше требуемого значения.

Проверим мельницу МШР–36х50. Ее рабочий объем 48 м³, а приведенный объем, рассчитанный по формуле (95), составит:

___________

/ 3.6 – 0.15

V_пр. = 48 * \ / ---------------- = 51 м³.

\/ 3.2 – 0.15

При установке одной мельницы этого типоразмера на одну мельницу первой стадии отношение приведенных объемов составит 51/32 = 1.59, т.е., наиболее близкое к принятому при расчете количественной схемы. Поэтому принимается к установке на одну мельницу первой стадии МСЦ–32х45 одна мельница второй стадии МШР–36х50. Определим производительность этой мельницы по руде.

При расчете схемы отношение удельных производительностей, а следовательно, и эффективности измельчения во второй стадии к первой, принято равным 0.7. Мощность двигателя мельницы МШР–36х50 составляет 1250 кВт, тогда ее производительность по исходному питанию составит в соответствии с формулой (96):

e_–74 * m_e * N_У * η 0.086 * 0.7 * 1250 * 0.9

Q_Р = ------------------------ = ---------------------------------- = 217.8 т/ч.

β_К^–74 – β_Н^–74 0.686 – 0.375

Количество мельниц и коэффициент загрузки составят:

N = 400/217.8 = 2 шт., К_З = 400/(2*217.8) = 0.92.

Пропускная способность мельницы составит:

Q₀ * C 400 * 2

------------ = -------------- = 8.33 т/(м³ * ч).

N * V 2 * 48