Расчет водно-шламовых схем измельчения

 

Целью расчета водно-шламовой схемы является обеспечение оптимальных отношений Ж:Т в операциях измельчения и классификации, а также определение плотности пульпы продуктов измельчения и классификации и объемов пульпы и составление баланса по воде.

Принятые обозначения:

R_n – отношение жидкого к твердому (Ж:Т) по массе в продукте или операции, д.е.;

W_n – масса воды в продукте или операции, м³/ч;

L_n – масса воды, добавляемой в операцию, м³/ч;

V_n – объем пульпы в продукте или операции, м³/ч.

Основные соотношения:

 

W_n

R_n = --------, д.е.; (68)

Q_n

 

100 – %_ТВ

W_n = Q_n * -----------------, м³/ч; (69)

%_ТВ

Q_n

%_ТВ = 100 * --------------, %; (70)

W_n + Q_n

 

Q_n

V_n = V_ж + V_тв = W_n + -------, м³/ч; (71)

δ_т

 

с учетом (68):

 

V_n = Q_n * (R_n + ------), м³/ч. (72)

δ_т

 

Расчет водно-шламовой схемы проводится путем составления уравнений баланса по жидкому в каждой операции схемы. Для получения заданной крупности измельченного продукта операции классификации и измельчения необходимо проводить при оптимальных значениях плотности пульпы по твердому. Эти значения либо устанавливаются из учета опыта действующих фабрик, либо принимаются на основании справочных данных или соответствующих расчетов по рекомендуемым формулам, и носят название «исходные показатели».

В расчете водно-шламовой схемы устанавливают три группы показателей:

I группа – регулируемые показатели. Для схем измельчения ими являются содержание твердого в сливе мельниц, содержание твердого в исходном питании, сливе классификатора или гидроциклона;

II группа – нерегулируемые показатели. Содержание твердого в песках классификаторов или гидроциклонов;

III группа – нормы расхода воды на одну тонну руды или продукта измельчения или классификации. В схемах измельчения нормируется расход надситовой и подситовой воды при установке в цикле измельчения отсадочных машин.

Содержание твердого в сливе мельниц должно приниматься по данным фабрики, перерабатывающей подобный тип руды (в дальнейшем – – «фабрика, принятая за эталон»). При отсутствии необходимых данных содержание твердого в сливе мельниц назначают, исходя из типа устанавливаемых мельниц:

1) для стержневых – 70–75 %;

2) для шаровых в I стадии измельчения – 60–70 %;

3) для шаровых во II стадии измельчения – 55–60 %.

Содержание твердого в сливе спирального классификатора определяется содержанием расчетного класса в этом сливе и может быть принято по таблице 30.

Содержание твердого в песках спирального классификатора следует назначать в пределах 80–85 %.

Содержание твердого в сливе гидроциклона приближенно, но с точностью, достаточной при расчете водно-шламовой схемы, определяется следующим образом:

1) по упрощенному уравнению Розина–Раммлера

 

100 / R = e^3d/dн (73)

 

определяется номинальная крупность слива.

Для d_н = –74 мкм формула (73) имеет вид:

 

96.274

d_Н = -----------------, мкм; (74)

2 – lg R₊₇₄

 

где: R₊₇₄ – остаток на сите с размером отверстия 74 мкм.

При известном содержании класса –74 мкм в сливе гидроциклона (β_c^–74) остаток на сите составляет:

 

R₊₇₄ = 100 – β_c^–74, %; (75)

 

2) граничная крупность разделения в гидроциклоне в 1.5 – 2 раза меньше номинальной крупности. В расчете можно принимать крупность граничного зерна

 

d_г = d_н/1.75, мкм; (76)

 

3) по таблице 32 принимается гидроциклон с минимальным диаметром, обеспечивающий расчетную граничную крупность разделения;

 

Таблица 32 – Данные для выбора гидроциклонов

D, мм
dг, мкм	20–50	30–100	40–150	50–200	60–250	70–280	80–300

 

4) по таблице 33 для принятого гидроциклона и заданной крупности слива по классу –74 мкм определяется номер кривой на рисунке 23;

 

 

Таблица 33 – Содержание класса –74 мкм в сливе, %

Номер кривой на рисунке 21	Диаметр гидроциклона, мм
710 и более		360 и менее
Содержание класса –74 мкм, %
	менее 50	менее 50	—
	—	50 – 60	—
	50 – 60	60 – 70	70 – 80
	60 – 70	70 – 80	80 – 85
	70 – 80	80 – 85	85 – 90
	80 – 85	85 – 90	90 – 95
	85 – 90	90 – 95	95 – 99
	—	95 – 99

 

5) рассчитывается частный выход слива гидроциклона по данным расчета количественной схемы по формуле (77):

 

γ_с

γ_с’ = 100 * ------------, %; (77)

γ_с + γ_п

6) по соответствующей кривой на рисунке 23 и найденному частному выходу слива определяется содержание твердого в сливе гидроциклона.

Для руд с плотностью 3.0 т/м³ и более вводится поправка K_δ = (δ_т/2.7)^0.25,

в этом случае %_ТВ = %_ТВг * K_δ,

где %_ТВг – содержание твердого в сливе гидроциклона по соответствующей кривой графика.

 

Содержание твердого в песках гидроциклона в зависимости от содержания класса –74 мкм в сливе определяется по таблице 34.

 

Таблица 34 – Содержание твердого в песках гидроциклона в зависимости от содержания класса –74 мкм в сливе

Содержание класса –74 мкм в сливе, %	50–60	60–70	70–80	80–90	90–95	95–100
Содержание твердого в песках, %

 

После установления исходных показателей выполняется расчет водно-шламовой схемы.

Масса воды в продуктах рассчитывается по формуле (69):

 

100 – %_ТВ

W_n = Q_n * -----------------, м³/ч.

%_ТВ

 

Масса добавляемой воды рассчитывается по уравнениям баланса для каждой операции измельчения и классификации. Например, для схемы измельчения на рисунке 24.

Руда

0

1 7

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

ПОВЕРОЧНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

4

3

КОНТРОЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

6

5

Рисунок 24 – Технологическая схема измельчения

ОПЕРАЦИЯ I. W₀ + W₄ + W₆ + L_I = W₂, откуда

L_I = W₂ – W₀ – W₄ – W₆.

ОПЕРАЦИЯ II. W₂ + L_II = W₃ + W₄, откуда

L_II = W₃ + W₄ – W₂.

ОПЕРАЦИЯ III. W₃ + L_III = W₅ + W₆, откуда

L_III = W₅ + W₆ – W₃.

Результаты расчета водно-шламовой схемы оформляются в виде таблицы (см. таблицы 36 и 37). Для расчета водно-шламовой схемы целесообразно составлять вспомогательную таблицу (см. таблицу 35), которую в пояснительную записку включать необязательно.