Кафедра обогащения полезных ископаемых

Кафедра обогащения полезных ископаемых

Курсовой проект

по дисциплине «Гравитационные методы обогащения»

Выполнил: ст. гр. Г0-06

Варганов Е.И.

Проверил: доцент, к.т.н.

Кривошеин В.Р.

Новокузнецк 2009

Содержание:

Введение. 3

Обработка исходных данных для составления теоретического баланса продуктов обогащения. 4

Расчет ситового и фракционного составов машинных классов. 11

Теоретический баланс продуктов обогащения. 12

Выбор схемы технологического процесса гравитационного обогащения углей. 14

Расчет операции грохочения при разделении угля на машинные классы. 15

Расчет операций обесшламливания. 17

Расчет схем основным операций. 17

Расчет схем заключительных операций. 26

Проектирование и расчет шламовой схемы. 28

Баланс воды. 30

Расчет и обоснование технологического оборудования. 31

Выводы. 33

Список литературы: 34

Введение.

Гравитационными методами обогащения называются методы, в которых разделение минералов, отличающихся плотностью, размерами, формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в текучих средах под действием силы тяжести и сил сопротивления.

Гравитационные методы занимают ведущее место среди других методов обогащения, особенно в практике переработки угля, золотосодержащих, вольфрамовых, молибденовых руд и руд черных металлов. Гравитационные процессы в настоящее время осуществляются в высокопроизводительных машинах, что позволяет упрощать схему цепи аппаратов, более экономично использовать промышленные мощности и объемы зданий, в результате чего уменьшать удельные капительные затраты.

Гравитационные методы обогащения позволяют перерабатывать крупнозернистый материал. Это обстоятельство особенно важно, если учесть некоторые крупнозернистые продукты обогащения имеют значительно больший спрос потребителей и большую стоимость, чем мелкозернистые.

Задачи данного курсового проекта:

1) изучить теоретические основы гравитационных методов обогащения;

2) устройство и область применения аппаратов, применяемых при гравитационных методах обогащения;

3) выбор оборудования и технологические схемы гравитационных методов обогащения

Обработка исходных данных для составления теоретического баланса продуктов обогащения.

Процентное участие отдельных пластов, шахт определяется составов сырьевой базы на предстоящий плановый период работу обогатительной фабрики. Общая поставка углей на ОФ принимается:

n₁ + n₂ =100%,

где n₁, n₂ – участие отдельных пластов в шихте, %

Участие пластов в шихте: первого –30%, второго – 70%.

Таблица 1 – Ситовая и фракционная характеристика пласта №1

Таблица 2 – Ситовая и фракционная характеристика пласта №2

Пересчитываем выход классов по ситовому анализу по формуле [1,с. 80] (1):

(1)

где γ_рас – выход классов в ситовом и фракционном анализе отдельных шахтопластов

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; .

Для класса 25-50мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 16-25мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 6-16мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 2-6мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 1-2мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Суммируем пересчитанный выход классов по формуле (2) [1, с. 80]:

(2)

где - суммарный выход классов.

;

;

;

;

;

;

.

Для класса 25-50мм:

;

;

;

.

Для класса 16-25мм:

;

;

;

.

Для класса 6-16мм:

;

;

;

.

Для класса 2-6мм:

;

;

;

.

Для класса 1-2мм:

;

;

;

.

Определяем зольность каждого класса в смеси пластов по формуле (3) [1, с. 80]:

(3)

где А^с_общ – зольность смеси классов (продуктов);

А^с₁, А^с₂,…, А^с_n – зольность отдельных классов (продуктов).

;

;

;

;

;

;

.

Для класса 25-50мм:

;

;

;

;

.

Для класса 16-25мм:

;

;

;

;

.

Для класса 6-16мм:

;

;

;

;

.

Для класса 2-6мм:

;

;

;

;

.

Для класса 1-2мм:

;

;

;

;

.

По суммарным выходам составляем таблицу 3.

Таблица 3 – Ситовый и фракционный состав смеси пластов

Расчет схем основным операций.

Производим корректировку теоретического баланса продуктов обогащения (таблица 8) отдельных машинных классов 13 – 100 и 1 – 13мм с учетом их характеристик (таблица 9).

По классу 16 – 50 мм

Определяем выход продуктов обогащения, переходящих из класса 0,5 – 16мм в класс 16 – 50мм по формуле (9) [1, с. 106]:

(9)

где γ_доб.пр. – выход продукта, переходящего из одного класса в другой, % от рядового угля;

γ_{доб.общ.} – выход всех продуктов, переходящих из одного класса в другой, % от рядового угля;

γ_пр. – выход добавляемого продукта, % от класса.

Добавка концентрата промпродукта и породы класса 1 – 16мм к классу 16 – 50мм составит:

%;

%;

%.

Определяем общий выход продуктов обогащения машинного класса 16 – 50 мм:

γ_к16-50=46,88+1,04=47,92%;

γ_пп16-50=11,26+0,48=11,74%;

γ_п16-50=9,65+0,1=9,75%.

Определяем зольность продуктов обогащения класса 16 – 50мм:

%;

%;

%.

По классу 1 – 16мм.

γ_к1-16=15,06– 1,04=14,02 %;

γ_пп1-16=6,98 – 0,48=6,5%;

γ_п1-16=1,43 – 0,1=1,33%.

Зольность продуктов обогащения остается без изменения и принимается по таблице 8.

Таблица 10 – Теоретический баланс продуктов обогащения машинных классов 16 – 50 и 0,5 – 16мм (без шлама) с учетом неполноты классификации

Производим корректировку теоретического баланса продуктов обогащения с учетом взаимной засоряемости продуктов.

По классу 16 – 50мм

Таблица 11 – Взаимная засоряемость продуктов обогащения машинного класса 16 – 50мм

Определение практического выхода продуктов обогащения при разделении исходного угля на три продукта производится по формулам (10, 10а, 10б) [1, с. 108]:

% (10)

% (10а)

% (10б)

где γ_к.т ,γ_пп.т, γ_п.т – теоретический выход продуктов обогащения в процентах к машинному классу;

γ_к.п. ,γ_пп.п., γ_п.п. – практический выход продуктов обогащения в процентах к машинному классу;

а₁, а₂, а₃ – содержание легких, промежуточных и тяжелых фракций в концентрате в процентах к практическому выходу концентрата;

в₁, в₂, в₃ – содержание легких, промежуточных и тяжелых фракций в промпродукте в процентах к практическому выходу промпродукта;

с₁, с₂, с₃ - содержание легких, промежуточных и тяжелых фракций в породе в процентах к практическому выходу породы.

%;

%;

%.

Определяем зольность продуктов обогащения класса 16 – 50мм:

%;

%;

%.

По классу 1 – 16мм

Таблица 12 – Взаимная засоряемость продуктов обогащения машинного класса 0,5 – 16мм

%;

%;

%.

Определяем зольность продуктов обогащения класса 0,5 – 16мм:

%;

%;

%.

Таблица 13 – Баланс продуктов обогащения с учетом засоряемости от грохочения и взаимной засоряемости продуктов обогащения, (без учета шлама)

Переобогащение продукта

Крупный пропродукт, поступающий на переобогащение, дробиться до 13 мм. Выход шлама от дробления промпродукта по исследовательским данным принимается равным 10,03 %, что составит от рядового угля:

%.

При этом выход дробленого промпродукта будет равен:

γ_пп=14,45 – 1,44=13,01 %.

Состав дробленного промпродукта принят из условия, что 50 % сростков раскрывается, образуя уголь и породу зольностью, равной зольности этих продуктов.

Выход угольный породных фракций от раскрывшихся сростков в процессе дробления может быть определение по формуле (11) [1, с. 112]:

% (11)

где к – коэффициент раскрытия сростков, равный 0,5;

γ_пп – выход промежуточных фракций, в % от рядового;

γ_{у. пп},γ_{п. пп} – соответственно выход угольных и породных фракций от раскрывшейся части сростков;

А^с_пп, А^с_у, А^с_п – соответственно зольность промежуточных угольных и породных фракций.

%;

%.

Таблица 14 – Фракционный состав дробленного промпродукта

Таблица 15 – Состав смеси промпродукта классов 16 – 50 и 0,5 – 16мм

Фракционный состав смеси дробленого, крупного и мелкого промпродукта для данных углей приведен по исследовательским материалам (таблица 16). Согласно этим данным при обогащении по удельному весу 1,6 получается концентрат зольности 7,3 % при выходе 37,6 %, а порода зольностью 75,41 %.

Таблица 16 – Фракционный состав смеси дробленого, крупного и мелкого промпродкта.

Принимая за исходный показатель зольность концентрата 7,3 % с выходом 37,69, находим зольность и выход породы по теоретическому балансу.

%;

%;

%.

По теоретическому балансу зольность продуктов оказалась приемлемой, по этому балансу производится расчет практического баланса. Из практики работы фабрик разница между теоретическим и практическим выходом концентрата может быть принята 3 – 3,5 % при одинаковой зольности концентрата по практическим и теоретическим результатом обогащения.

Исходя из этого зольность концентрата принимается 7,3 %. Выход концентрата рассчитывают, исходя из условий уменьшения выхода концентрата на 3 % к машинному классу:

%

Выход и зольность породы составит:

%,

%.

Окончательный практический баланс продуктов обогащения угля крупностью >0,5мм без учета шламообразования в процессе обогащения.

Таблица 17 – Практический баланс продуктов обогащения угля крупностью >0,5мм без учета шламообразования в процессе обогащения.

Таблица 18– Данные шламообразования при обогащения угля

Производим корректировку практического баланса продуктов обогащения с учетом шламообразования и определяем общий выход шлама в процессе обогащения.

Выход шлама при обогащения в отсадочных машинах принят для машинных классов 16 – 50мм – 5%, 0,5 – 16мм – 9%.

Распределение общего выхода шлама по продуктам обогащения производят по формуле (12) [1, с. 116]:

(12)

где γ_ш.пр. – выход шлама от продукта обогащения, от питания, %;

γ_пр. – выход продукта обогащения, от питания, %;

γ_ш.общ. – общий выход шлама, от питания, %.

γ_ш.к.13-100=0,05 · 46,38=2,31 %.

При этом выход концентрата класса 13 – 100мм уменьшается на 0,948 %:

γ_к.13-100=46,38 – 2,31=44,07 %.

Переизмельчение концентрата и породы от переобогащения промпродукта принимается равным сумме переизмельчения в осадочной машине и тяжелых суспензиях, т.е. 13 %, тогда:

γ_ш.к.1-13=0,13 · 6,79=0,88 %;

γ_к.1-13=6,79 – 0,88=5,91 %;

γ_ш.п.1-13=0,13 · 10,01=1,3 %;

γ_п.1-13=10,01 – 1,3=8,71 %.

Таблица 19 – Практический баланс продуктов обогащения угля крупностью >1мм с учетом шламообразования в процессе обогащения

Баланс воды.

Шламовая схема дает возможность, составит баланс общей и свежей воды по операциям и фабрик в целом.

Суммарное количество воды, поступающее в процессе. Должно равняться суммарному количеству воды, уходящему из процесса с конечными продуктами. Поэтому баланс общей воды выразиться равенством

W₁+Σ L= Σ W_k

где W₁ – количество, поступающее с исходным сырьем;

Σ L – суммарное количество воды, добавляемой в процесс;

Σ W – суммарное количество воды, уходящей из процесса с конечными продуктами.

1500 · 0,08=120 м³/ч

1. На отсадку: Q=912,75 m/ч; W=912,75*5=4563,75 м³/ч в операцию;

Концентрат: Qк=911,75 m/ч; Wк=4563,75 - 1=4562,75 м³/ч c концентратом;

Порода: Qn=75 m/ч; Wn=75*0,15=11,25 м³/ч с породой;

2. На гидроциклон: Q=479,7 m/ч; W=479,7*5=2398,5 м³/ч в операцию;

Концентрат: Qк=79,5 m/ч; Wк=2398,5 – 3=2395,5м³/ч c концентратом;

Порода: Qn=64,5 m/ч; Wn=64,5 · 0,15=9,67 м³/ч с породой;

3. На грохочение: Q=1435,5 m/ч; W=1435,5 · 0,4=574,2 м³/ч в операцию;

Концентрат: Qк=1411,95 m/ч; Wк=574,2 – 14=560,2 м³/ч c концентратом;

Шлам: Qш=88,05m/ч; Wш=88,05*0,10=8,8 м³/ч со шламом;

4. На центрифугирование: Q=1443 m/ч; Wк=1441*0,1=144,1 м³/ч с концентратом;

Qк=1137,3 m/ч; W=479,7– 144,1=335,6м³/ч cо шламом;

Qф=5,7 m/ч; W= 479,7м³/ч в операцию.

Таблица 20 – Баланс воды по операциям

Выводы.

Увеличение добычи многих полезных ископаемых стало возможным благодаря освоению гравитационных методов обогащения. В настоящее время более 90 % углей и марганцевых руд, железных руд обогащаются гравитационными методами. Ежегодно повышается долевое участие гравитационных методов в переработке окисленных железных, полиметаллических и золотосодержащих руд. Таким образом, растет значение гравитационных процессов в обогащении.

Гравитационные процессы обогащения по широте диапазона исходных характеристик обогащаемого сырья, разнообразию условий применения их в технологических схемах обогатительных фабрик, в простоте производственного комплекса, высокой производительности обогатительных аппаратов в сравнимых условиях превосходит многие другие процессы обогащения и обеспечивают эффективное разделение минеральных смесей при относительно низких материальных, трудовых и энергетических затрат.

Список литературы:

1. Койбаш В.А., Король В.Я. Проектирование углеобогадительных фабрик. – М.: Гос. н.т.и. лит. по горн. делу, 1962. 328с.

2. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1982. 518с.

3. Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения. Учебник для вузов. М.: Недра, 1980. 400с.

4. Обогащение полезных ископаемых. Комплексное использование сырья, продуктов и отходов обогащения: Учебное пособие/ В.Г,Харитонов, А.В.Ремезов, О.В. Сорокин и др.; ГОУ ВПО «КузГТУ» - Кемерово: Кузбассвузизд, 2006. – 327с.

Кафедра обогащения полезных ископаемых

Курсовой проект

по дисциплине «Гравитационные методы обогащения»

Выполнил: ст. гр. Г0-06

Варганов Е.И.

Проверил: доцент, к.т.н.

Кривошеин В.Р.

Новокузнецк 2009

Содержание:

Введение. 3

Обработка исходных данных для составления теоретического баланса продуктов обогащения. 4

Расчет ситового и фракционного составов машинных классов. 11

Теоретический баланс продуктов обогащения. 12

Выбор схемы технологического процесса гравитационного обогащения углей. 14

Расчет операции грохочения при разделении угля на машинные классы. 15

Расчет операций обесшламливания. 17

Расчет схем основным операций. 17

Расчет схем заключительных операций. 26

Проектирование и расчет шламовой схемы. 28

Баланс воды. 30

Расчет и обоснование технологического оборудования. 31

Выводы. 33

Список литературы: 34

Введение.

Гравитационными методами обогащения называются методы, в которых разделение минералов, отличающихся плотностью, размерами, формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в текучих средах под действием силы тяжести и сил сопротивления.

Гравитационные методы занимают ведущее место среди других методов обогащения, особенно в практике переработки угля, золотосодержащих, вольфрамовых, молибденовых руд и руд черных металлов. Гравитационные процессы в настоящее время осуществляются в высокопроизводительных машинах, что позволяет упрощать схему цепи аппаратов, более экономично использовать промышленные мощности и объемы зданий, в результате чего уменьшать удельные капительные затраты.

Гравитационные методы обогащения позволяют перерабатывать крупнозернистый материал. Это обстоятельство особенно важно, если учесть некоторые крупнозернистые продукты обогащения имеют значительно больший спрос потребителей и большую стоимость, чем мелкозернистые.

Задачи данного курсового прое