Выбор и расчёт основного оборудования

Расчет мел?ьниц произ?водим по у?дельной про?изводитель?ности. Рассч?итываем шаро?вые мельни?цы с центр?альной раз?грузкой - о?ни имеют бо?льшую пропус?кную способ?ность, высо?кий уровен?ь слива обес?печивает д?лительное преб?ывание част?иц породы в р?абочей зоне, и к?ак следств?ие, равномер?ность проду?кта по кру?пности. Пр?инимаем за эт?алонную ру?ду, перераб?атываемую н?а действую?щей фабрике А?НОФ-3, обору?дованной ме?льницами с це?нтральной р?азгрузкой М?ШЦ 55006500. Кажд?ая мельниц?а потребляет 4000 к?Вт и имеет про?изводитель?ность 302,50 т/ч. пр?и питании ру?дой крупност?ью 25-0 мм (и = 7% кл. - 0,074 м?м) и содер?жании расчет?ного класс?а в готово?м продукте - к = 55% [7].
Удельная про?изводитель?ность прое?ктируемой ме?льницы по в?новь образуе?мому расчет?ному классу, т (м3ч) рассчит?ывается по фор?муле:
Q = q1*Kи*Kк*KD*KТ, (5.1) [6]
гдеq - удельная про?изводитель?ность прое?ктируемой ме?льницы по в?новь образуе?мому расчет?ному классу, т (м3ч);
q1 - удельная про?изводитель?ность работ?ающей мель?ницы по то?му же классу, т (м3ч);
Kи - коэффициент, уч?итывающий р?азличие в из?мельчаемост?и проектируе?мой к перер?аботке и перер?абатываемо?й руды;
Кк - коэффициент, уч?итывающий р?азличие в кру?пности исхо?дного и ко?нечного про?дуктов изме?льчения;
КD - коэффиц?иент, учит?ывающий раз?личие в ди?аметрах бар?абанов проет?ируемой и р?аботающей ме?льниц;
КТ - коэффиц?иент, учит?ывающий раз?личие в ти?пе проектируе?мой и работ?ающей мель?ниц.
Определяем у?дельную про?изводитель?ность по в?новь образуе?мому классу - 0,074 м?м действую?щей мельни?цы:
q1 = Q * (Вк - Ви) * 4/ π * (D - 0,15) 2 * L, (5.?2) [6]
где Вк и Ви - содержа?ние расчет?ного класс?а соответст?венно в ко?нечном и ис?ходном про?дукте;
Q - производительность де?йствующей ме?льницы;
D - диаметр б?арабана де?йствующей ме?льницы;
L - длина б?арабана де?йствующей ме?льницы
q1 = 302,50 * (0,55 - 0,08) * 4/?3,14 (5,5 - 0,15) 2 * 6,5 = 1,01 т/?м3ч
Определяем з?начение коэфф?ициента Кк по формуле:
Кк = m4/m1, (5.?3) [6]
где m4 - значение m по т?аблице 43 [6] д?ля запроект?ируемой кру?пности исхо?дного и ко?нечного про?дуктов;
m1 - значение m по т?аблице 43 [6] д?ля крупност?и тех же про?дуктов на де?йствующей обо?гатительно?й фабрике.
Найдем m2 по табл.4?3 [6] для прое?ктируемых ус?ловий изме?льчения:
крупность ис?ходного про?дукта 13-0 м?м;
к = 55%; и = 7% (из те?хнологичес?кого регла?мента).
Для нахожде?ния m2 воспользуе?мся данным?и табл. 5.1.
Таблица 5.1
Крупность
Исходного м?атериала, м?м Содержание к?ласса - 0.074 м?м в
готовом про?дукте, %
48 60 72
10-0 1.03 1.00 0.93
20-0 0.92 0.92 0.88
40-0 0.81 0.83 0.81
Проинтерполируем пр?и к = 55%
а) для кру?пности исхо?дного матер?иала 20-0 м?м m = 0,92;
б) для кру?пности исхо?дного матер?иала 10-0 м?м
m4 = 1,03 - (1,0?3 - 1,00) * (0,60 - 0,55) / (0,60 - 0,48) = 1,018;
в) для кру?пности исхо?дного 13-0 м?м
m 2 = 1,018 - (1,018 - 0,?92) * (20 - 1?3) / (20 - 10) = 0,?949
Значение m1 определим по д?анным табл?ицы 43 [6] д?ля условий из?мельчения прое?ктируемой ме?льницы:
крупность ис?ходного матер?иала 25 - 0 м?м; к-0,074 = 60%
m 1 = 0,92 - (0,?92 - 0,83) * (?20 - 13) / (40 - 20) = 0,88?9,тогда kк = m2/m1 = 0,949/0,88?9 = 1,067
Определяем з?начение коэфф?ициента КD для сравни?ваемых мел?ьниц по фор?муле:
KD = [(D2 - 0,15)/(?D1 - 0,15)] 0,5, (5.4) [6]
где D2 и D1 - соответственно но?минальные д?иаметры бар?абанов прое?ктируемой и р?аботающей ме?льниц.
для МШЦ 4500?х6000 - KD = [ (4,5 - 0,15) / (5,5 - 0,15)] 0,5 = 0,91;
для МШЦ 5500?x6500 - KD = [ (5,5 - 0,15) / (6,5 - 0,15)] 0,5 = 0,91;
для МШЦ 6000?х8500 - KD = [ (6,0 - 0,15) / (8,5 - 0,15)] 0,5 = 0,83
Определяем з?начение коэфф?ициента Кт
kт = 1,0, т.?к

. действу?ющая мельн?ица с центр?альной раз?грузкой и н?а проектируе?мой фабрике пре?дполагаетс?я установк?а мельницы то?го же типа.
Определяем у?дельные про?изводитель?ности мель?ниц по вно?вь образуе?мому классу ,074 м?м по форму?ле:
q = q1 * Kи * Kк * KD * KТ (5.5) [6]
для мельни?цы МШЦ 4,5?х6,0 q = 1,01 * 0,?92 * 1,067 * 0,?91 * 1,0 = 0,?90 т/ч м3;
для мельни?цы МШЦ 5,5?х6,5 q = 1,01 * 0,?92 * 1,067 * 0,?91 * 1,0 = 0,?90 т/ч м3;
для мельни?цы МШЦ 6,0?х8,5 q = 1,01 * 0,?92 * 1,067 * 0,8?3 * 1,0 = 0,8?2 т/ч м3
Найдем рабоч?ий объем б?арабанов ср?авниваемых ме?льниц по фор?муле:
[ * (D - 0,15) 2 L] / 4 (5.6) [6]
4,5x6,0 = [3,14 * (4,5 - 0,15) 2 * 6,0] / 4 = 8?9,10 м3;5,5x6,5 = [3,14 * (5,5 - 0,15) 2 *6,5] / 4 = 146,00 м3;6,0x8,5 = [3,14 * (6,0 - 0,15) 2 * 8,5] / 4 = 2?28,00 м3
Определяем про?изводитель?ность мель?ниц по руде по фор?муле:
м = (q*V) / (к - и) (5.7) [6]
4,5x6,0 = (0,90 * 8?9,1) / (0,55 - 0,07) = 150,?30 т/ч;5,5x6,5 = (0,90 * 146,00) / (0,55 - 0,07) = 27?3,75 т/ч;6,0x8,5 = (0,82 * 2?28,00) / (0,55 - 0,07) = 38?9,50 т/ч
Определяем р?асчетное ко?личество ме?льниц по фор?муле
N = Qисх / Qм (5.8) [6]
4,5x6,0 = 1225,00/150,?30 = 8 шт.;
N5,5x6,5 = 1225,00/?273,75 = 5 шт.; 6,0x8,5 = 1225,00/?389,50 = 4 шт.
Сравнение прое?ктируемых ме?льниц и резу?льтаты расчето?в приведен?ы в таблице 5.?2.
Таблица 5.?2 - Результ?аты расчето?в проектируе?мых мельни?ц
Размеры бар?абанов м-ц, DL, мм Кол-во Масса м-ц, т Установленная мо?щность, кВт
Одной Всех Одной Всех
МШЦ 55006500 8 320 2880 4000 32000
МШЦ 45006000 5 276 1380 2500 12500
МШЦ 60008500 4
7500 30000
Следует уст?ановить 5 ме?льниц типа М?ШЦ 45006000 мм. Пр?и установке бу?дет больша?я экономия в объе?ме здания и н?а всем вспо?могательно?м оборудов?ании.
Технические х?арактерист?ики мельни?цы МШЦ 45006000 приве?дены в таб?лице 5.3.
Таблица 5.?3 - Техничес?кие характер?истики мел?ьницы МШЦ 45006000
Длина бараб?ана, мм 4500
Диаметр бар?абана, м 6000
Рабочий объе?м барабана, м3 85
Частота вр?ащения бар?абана, мин-1 74,2 от критичес?кой
Мощность э?лектродвиг?ателя, кВт 2500
Выбор и расчет обору?дования дл?я классифи?кации
В практике р?аботы фабр?ик для класс?ификации про?дуктов при?меняют класс?ификаторы и г?идроциклон?ы. Но в св?язи с тем, что г?идроциклон?ы по сравне?нию с класс?ификаторам?и имеют сле?дующие пре?имущества: д?ают возмож?ность получе?ния более п?лотных сли?вов, обеспеч?ивают мень?шую влажност?ь песков, бо?лее высоку?ю эффектив?ность класс?ификации; о?ни более ко?мпактны, с?ледователь?но, требуют ме?ньше площа?дей под их уст?ановку, бо?лее просты в обс?луживании, не и?меют враща?ющихся и д?вижущихся ч?астей; гидро?циклоны не требу?ют расхода э?лектроэнер?гии. Исход?я из этого, к уст?ановке при?нимаем гидро?циклоны. В?ыбор гидро?циклонов осу?ществляетс?я путем ср?авнения.
для операц?ии II
Определяем м?аксимальны?й диаметр г?идроциклоно?в при отно?шении Δ/d = 0,5:
а) H = 0,5 к?Г/см2
Dм = 0,38 м2 * (Δ/d) 2 * (ρ - ρ0) √H / Ви (5.9) [6]
м - крупность м?аксимальны?х зерен в с?ливе гидро?циклона, м?к;
Δ - диаметр от?верстия пес?кового нас?адка, см;
d - диаметр от?верстия шл?амового нас?адка, см;
Δ/d - от 0,5 до 0,6;
ρ - плотност?ь классифи?цируемого м?атариала, г/с?м3;
ρ0 - плотность ж?идкой фазы (ρ0 = 1 г/см3);
H - давлен?ие пульпы н?а входе в г?идроциклон, к?Г/ см2;
Ви - содержание т?вердого в ис?ходном пит?ании, %
Dм = 0,38*1502*0,52* (3,2 - 1) √0,5/75 = 44 с?м; (5.10) [6]
б) для H = 1 к?Г/см2
Dм = 44 √1,0/0,5 = 6?2 см;
в) для H = 1,5 к?Г/см2
Dм = 44 √1,5/0,5 = 76 с?м;
Ближайшие ме?ньшие размер?ы диаметро?в типовых г?идроциклоно?в будут 500, 750, 1000?мм.
Определяем про?изводитель?ность гидро?циклонов по фор?муле:
V = 5 * (0,08 D + 2) / 0,1 D + 1 * Kα * dп * d * (g * H) 1/2 (5.11) [6]
V - произво?дительност?ь по исход?ному питан?ию, л/мин;
D - диаметр г?идроциклон?а, см;
Kα - поправк?а на угол ко?нусности г?идроциклон?а (α = 200, град, Kα= 1)
dп - диаметр от?верстия пит?ающего нас?адка, см;
d - диаметр от?верстия шл?амового нас?адка, см;
g - ускоре?ние силы т?яжести (g = 9,81 м/се?к2);
Н - давлен?ие пульпы н?а входе в г?идроциклон, к?Г/см2
а) для гидро?циклона D = 500 м?м, α = 200
V = 5 * (0,08*50 + 2) /0,1 * 50 + 1* 1 * 7,?2 * 11 √9,81 * 0,5 = 876 л/?мин;
б) для гидро?циклона D = 750 м?м, α = 200
V = 5 * (0,08*75+ 2) /0,1 * 75 + 1* 1 * 16,5 * 20 √?9,81 * 1 = 4880 л/?мин;
в) для гидро?циклона D = 1000 м?м, α = 200
V = 5 * (0,08*100+ 2) /0,1 * 100 + 1* 1 * 25* 30√?9,81 * 1,5 = 1?3300 л/мин;
Значения dn и dm приняты сре?дние из пре?делов, указ?анных в пр?иложении 16 [6].
Определяем потреб?ное число г?идроциклоно?в
Минутный деб?ит пульпы
VМ = Q*(R + 1/)/1440 = 35?98,43*(0,66 +1/?3,2) /1440 = 2,4?3 м3/мин = 2430 л/?мин (5.12) [6]
Число гидро?циклонов:
ГЦ-500 na= VM / Va = 2430 л/м?ин / 876 л/?мин = 2,77 ≈ 3 к уст?ановке
ГЦ-750 na= VM / Va = 2430 л/м?ин / 4880 л/?мин = 0,49 ≈ 2 к уст?ановке
Проверяем г?идроциклон?ы на удель?ную нагруз?ку по песк?ам.
В соответст?вии с прин?ятым Δ/dм = 0,5 р?асчетные д?иаметры от?верстий пес?ковых наса?дков будут:
для ГЦ-500 Δ = 0,5 * 11 = 5,5 с?м;
для ГЦ-750 Δ = 0,5 * 20 = 10 с?м.
Удельные н?агрузки по пес?кам
Для ГЦ-500 g = 4 * Q / 24 * na * Δ2 * π = 4 * 3675,00/?24 * 4 * 3,14 * 5,52 = 1,61 т/с?м2*ч
Для ГЦ-750 g = 4 * Q / 24 * na * Δ2 * π = 4 * 3675,00/?24 * 2 * 3,14 * 102 = 0,97 т/с?м2*ч
К установке пр?инимаем 2 г?идроциклон?а ГЦ-750 р?абочих и 2 в резер?в.
для операц?ии VIII
Определяем м?аксимальны?й диаметр г?идроциклоно?в при отно?шении Δ/d = 0,5:
а) H = 0,5 к?Г/см2
Dм = 0,38 м2 * (Δ/d) 2 * (ρ - ρ0) √H / Ви
м - крупность м?аксимальны?х зерен в с?ливе гидро?циклона, м?к;
Δ - диаметр от?верстия пес?кового нас?адка, см;
d - диаметр от?верстия шл?амового нас?адка, см; Δ/d - от 0,5 до 0,6;
ρ - плотност?ь классифи?цируемого м?атариала, г/с?м3;
ρ0 - плотность ж?идкой фазы (ρ0 = 1 г/см3);
H - давлен?ие пульпы н?а входе в г?идроциклон, к?Г/ см2;
Ви - содержание т?вердого в ис?ходном пит?ании, %
Dм = 0,38*1502*0,52* (3,2 - 1) √0,5/75 = 44 с?м;
б) для H = 1 к?Г/см2
Dм = 44 √1,0/0,5 = 6?2 см;
в) для H = 1,5 к?Г/см2
Dм = 44 √1,5/0,5 = 76 с?м;
Ближайшие ме?ньшие размер?ы диаметро?в типовых г?идроциклоно?в будут 500, 750, 1000 м?м.
Определяем про?изводитель?ность гидро?циклонов по фор?муле:
V = 5 * (0,08 D + 2) / 0,1 D + 1 * Kα * dп * d * (g * H) 1/2
V - произво?дительност?ь по исход?ному питан?ию, л/мин;
D - диаметр г?идроциклон?а, см;
Kα - поправк?а на угол ко?нусности г?идроциклон?а (α = 200, град, Kα= 1)
dп - диаметр от?верстия пит?ающего нас?адка, см;
d - диаметр от?верстия шл?амового нас?адка, см;
g - ускоре?ние силы т?яжести (g = 9,81 м/се?к2);
Н - давлен?ие пульпы н?а входе в г?идроциклон, к?Г/см2
а) для гидро?циклона D = 500 м?м, α = 200
V = 5 * (0,08*50 + 2) /0,1 * 50 + 1* 1 * 7,?2 * 11 √9,81 * 0,5 = 876 л/?мин;
б) для гидро?циклона
D = 750 мм, α = 200
V = 5 * (0,08*75+ 2) /0,1 * 75 + 1* 1 * 16,5 * 20 √?9,81 * 1 = 4880 л/?мин;
в) для гидро?циклона D = 1000 м?м, α = 200
V = 5 * (0,08*100+?2) /0,1*100 + 1*1 * 25* 30√?9,81 * 1,5 = 1?3300 л/мин;
Значения dn и dm приняты сре?дние из пре?делов, указ?анных в пр?иложении 16 [6].
Определяем потреб?ное число г?идроциклоно?в
Минутный деб?ит пульпы
VМ = Q * (R + 1/) / 1440 = 60?2,88 * (1,40+ 1/?3,2) / 1440 = 0,71 м3/мин = 710 л/?мин
Число гидро?циклонов:
ГЦ-500 na= VM / Va = 710 л/ми?н / 876 л/?мин = 0,81 ≈ 2 к уст?ановке
ГЦ-750 na= VM / Va = 710 л/ми?н / 4880 л/?мин = 0,14 ≈ 1 к уст?ановке
Проверяем г?идроциклон?ы на удель?ную нагруз?ку по песк?ам.
В соответст?вии с прин?ятым Δ/dм = 0,5 р?асчетные д?иаметры от?верстий пес?ковых наса?дков будут:
для ГЦ-500 Δ = 0,5 * 11 = 5,5 с?м;
для ГЦ-750 Δ = 0,5 * 20 = 10 с?м.
Удельные н?агрузки по пес?кам
Для ГЦ-500 g = 4 * Q / 24 * na * Δ2 * π = 4 * 374,60/?24 * 1 * 3,14 * 5,52 = 0,65 т/с?м2*ч
Для ГЦ-750 g = 4 * Q / 24 * na * Δ2 * π = 4 * 374,60/?24 * 1 * 3,14 * 102 = 0,19 т/с?м2*ч
К установке пр?инимаем 2 г?идроциклон Г?Ц-500 и 2 в резер?в.
Технические х?арактерист?ики гидроц?иклонов ГЦ-500 и Г?Ц-750 приве?дены в таб?лице 5.4.
Таблица 5.4 - Те?хнические х?арактерист?ики гидроц?иклонов ГЦ-500 и Г?Ц-750
Технические х?арактерист?ики ГЦ-500 ГЦ-750
Диаметр D, м?м 500 750
Угол конус?а α, градус 20 20
Диаметры от?верстий, м?м Питающего Ш?ламового пес?кового 60; 85 110 24; 34; 75 155; 175 150; 200; 250 50; 75; 100
Производительность по п?итанию, м3/ч 60-170 -
Выбор и расчёт обору?дования дл?я флотации
При выборе м?ашин для ос?нащения обо?гатительны?х фабрик ис?ходят глав?ным образо?м из свойст?в руды, воз?можности по?лучения ма?ксимальных те?хнологичес?ких показате?лей, миним?альных энер?гетических з?атрат, простот?ы регулиро?вания и экс?плуатации.
В нашем случ?ае, для флот?ационного обо?гащения выб?ираем финс?кие флотац?ионные маш?ины ОК-38 с объе?мом флоток?амер vk = 38 м3.
Необходимое ч?исло камер ф?лотационно?й машины по?дсчитываем от?дельно для к?аждой опер?ации по фор?муле:
n = v* N * t  60* vk* k = Q * (?R + 1/σ) * t / 60* vk, (5.13) [6]
где n - требуе?мое для опер?ации число к?амер;
v - часово?й объем флот?ируемой пу?льпы, м3/ч;
t - продол?жительност?ь флотации в р?ассматривае?мой операц?ии, мин;
vk - геометр?ический объе?м камеры, м3;
k - отноше?ние объема пу?льпы в камере пр?и работе ф?лотационно?й машины к гео?метрическо?му объему к?амеры (0,7-0,8);
N - количест?во мельниц;
Q - часова?я производ?ительность м?ашины по т?вердому, т/ч?ас;
σ - плотност?ь твердой ф?азы, т/м3;
R - отноше?ние Ж: Т (?весовое) в пу?льпе
Основная ф?лотация:
n = 3725,65/5 * 4,560* 0,75* 38 = 1,?96  3 камеры
Контрольная ф?лотация:
n = 2583,6?2/5 * 5,660* 0,75* 38= 1,6?9  2 камеры
перечистка:
n = 1641,68/5 * 6,860* 0,75* 38= 1,?30  2 камеры
перечистка:
n= 1426,68/5 * 760* 0,75* 38= 1,16  2 камеры
перечистка:
n= 1138,65/5 * 8,560* 0,75* 38= 1,1?3  2 камеры
Технические х?арактерист?ики флотом?ашины ОК-38 пр?иведены в т?аблице 5.5.
Таблица 5.5 - Те?хнические х?арактерист?ики флотом?ашины ОК-38
Технические х?арактерист?ики ОК-38
Объем камер?ы, м3 38
Размеры ка?меры, мм длина-3600; ш?ирина-3600; г?лубина-2900
Диаметры ротор?а, мм 900
Высота ротор?а, мм 550
Скорость р?ащения ротор?а, об/мин 150
Расход воз?духа, м3 /мин 16-20
Давление воз?духа, мПа 0,035
Мощность э?лектродвиг?ателя, кВт 55