- •Федеральное агентство по образованию
- •Введение.
- •Обработка исходных данных для составления теоретического баланса продуктов обогащения.
- •Расчет ситового и фракционного составов машинных классов.
- •Теоретический баланс продуктов обогащения.
- •Выбор схемы технологического процесса гравитационного обогащения углей.
- •Расчет операции грохочения при разделении угля на машинные классы.
- •Расчет операций обесшламливания.
- •Расчет схем основным операций.
- •Расчет схем заключительных операций.
- •Проектирование и расчет шламовой схемы.
- •Баланс воды.
- •Расчет и обоснование технологического оборудования.
- •Выводы.
- •Список литературы:
Расчет операций обесшламливания.
Обесшламливание применяют для крупных и мелких машинных классов. Обесшламливание мелких машинных классов <16мм производится на дуговых ситах, грохотах, крупных классов – на грохотах.
Расход промывной воды при КПД обесшламливания исходного угля η=0,87 принимается 2 м3 на 1т угля.
Фактический выход подрешетного шлама определяется по формуле (7) [1, с. 102]:
γподр.ф= γподр.Т · η (7)
γподр.ф =69,19 · 0,87=60,19 %.
Фактический выход надрешетного продукта определяется по формуле (8) [1, с. 102]:
γнадр. =γпит – γшлама (8)
γнадр. =76,29 – 0,25=76,04 %.
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 γдоб.пр. – выход продукта, переходящего из одного класса в другой, % от рядового угля;
γдоб.общ. – выход всех продуктов, переходящих из одного класса в другой, % от рядового угля;
γпр. – 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:
γк16-50=46,88+1,04=47,92%;
γпп16-50=11,26+0,48=11,74%;
γп16-50=9,65+0,1=9,75%.
Определяем зольность продуктов обогащения класса 16 – 50мм:
%;
%;
%.
По классу 1 – 16мм.
γк1-16=15,06– 1,04=14,02 %;
γпп1-16=6,98 – 0,48=6,5%;
γп1-16=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
Наименование продуктов |
Класс 16 - 50 |
Класс 1 – 16 | ||
Выход, % |
Зольность, % |
Выход, % |
Зольность, % | |
Уголь |
47,92 |
7,21 |
14,02 |
6,77 |
Промпродукт |
11,64 |
23,93 |
6,5 |
19,7 |
Порода |
9,75 |
81,36 |
1,33 |
74,33 |
Итого |
69,31 |
10,94 |
21,85 |
14,56 |
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
Наименование продукта |
Выход к продукту, % |
Выход, % | ||||
Легкие фракции |
Промежуточные фракции |
Породные фракции |
Итого |
К рядовому |
К классу | |
Концентрат |
а1=93,00 |
а1=6,70 |
а1=0,30 |
100,00 |
47,92 |
69,14 |
Пропродукт |
в1=20,00 |
в1=41,00 |
в1=39,00 |
100,00 |
11,64 |
16,79 |
Порода |
с1=0,50 |
с1=3,00 |
с1=96,50 |
100,00 |
9,75 |
14,07 |
итого |
|
|
|
|
69,31 |
100,00 |
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 γк.т ,γпп.т, γп.т – теоретический выход продуктов обогащения в процентах к машинному классу;
γк.п. ,γпп.п., γп.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
Наименование продукта |
Выход к продукту, % |
Выход, % | ||||
Легкие фракции |
Промежуточные фракции |
Породные фракции |
Итого | |||
К рядовому |
К пласту | |||||
Концентрат |
а1=98,00 |
а1=1,50 |
а1=0,50 |
100,00 |
15,84 |
69,81 |
Пропродукт |
в1=32,00 |
в1=10,00 |
в1=58,00 |
100,00 |
4 |
17,63 |
Порода |
с1=0,50 |
с1=1,50 |
с1=98,00 |
100,00 |
2,85 |
12,56 |
Итого |
|
|
|
|
22,69 |
100,00 |
%;
%;
%.
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)
Наименование продуктов |
Класс 16 – 50мм |
Класс 0,5 – 16мм | ||||
Выход, % |
Зольность, % |
Выход, % |
Зольность, % | |||
От рядового |
От операций |
От рядового |
От операций | |||
Концентрат |
46,38 |
67,03 |
6,91 |
14,70 |
64,80 |
5,53 |
Пропродукт |
14,45 |
20,89 |
25,80 |
4,20 |
18,50 |
32,70 |
Порода |
8,36 |
12,08 |
80,06 |
3,79 |
16,70 |
75,10 |
итого |
69,19 |
100,00 |
- |
22,69 |
100,00 |
- |
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:
γпп=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;
γпп – выход промежуточных фракций, в % от рядового;
γу. пп,γп. пп – соответственно выход угольных и породных фракций от раскрывшейся части сростков;
Аспп, Асу, Асп – соответственно зольность промежуточных угольных и породных фракций.
%;
%.
Таблица 14 – Фракционный состав дробленного промпродукта
Фракции |
До дробления |
После дробления | |||||
Выход, % |
Зольность,% |
Выход шлама к рядовому |
Выход фракции к рядовому, % |
Зольность, % | |||
К про- дукту |
К рядо- вому | ||||||
Без раскрытия сростков |
С учетом раскрытия сростков | ||||||
Угольные |
20 |
2,89 |
5,93 |
0,28 |
2,6 |
2,6+2,66=5,26 |
5,93 |
Промежуточные |
41 |
5,92 |
17,59 |
0,59 |
5,33 |
2,675 |
17,59 |
Породные |
39 |
5,63 |
84,46 |
0,56 |
5,07 |
5,07+0,005=5,075 |
84,46 |
Итого |
100 |
14,45 |
41,33 |
1,44 |
13,01 |
13,01 |
41,33 |
Шлам от дробления крупного промпродукта Всего |
100 |
14,45 |
41,33 |
1,44 |
14,45 |
|
41,33 |
Таблица 15 – Состав смеси промпродукта классов 16 – 50 и 0,5 – 16мм
Фракции |
Класс 16 – 50мм |
Класс 0,5 – 16мм |
Суммарный класс 0,5 – 50мм | ||||
Выход рядового, % |
Зольность, % |
Выход |
Зольность, % |
Выход рядового, % |
Зольность, % | ||
От рядового, % |
От продукта, % | ||||||
Легкие |
5,26 |
5,93 |
1,21 |
32 |
4,94 |
6,47 |
5,74 |
Промежуточные |
2,675 |
17,59 |
0,37 |
10 |
27,39 |
3,045 |
18,78 |
Породные |
5,075 |
84,46 |
2,19 |
58 |
76,4 |
7,265 |
82,03 |
Итого |
13,01 |
41,33 |
3,79 |
100 |
43,4 |
16,8 |
41,08 |
Шлам от дробления крупного промпродукта |
5,26 |
5,93 |
- |
- |
- |
6,47 |
41,33 |
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.
Фракции |
Выход к продукту, % |
Зольность, % |
<1,4 |
32,29 |
6,00 |
1,4 – 1,5 |
3,12 |
13,00 |
1,5 – 1,6 |
2,26 |
18,00 |
1,6 – 1,7 |
3,12 |
40,00 |
1,7 – 1,8 |
5,38 |
50,00 |
>1,8 |
53,83 |
80,00 |
Итого |
100,00 |
49,75 |
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.
Наименование продуктов |
Выход, % |
Зольность, % |
Концентрат 16 – 50мм Концентрат 0,5 – 16мм Концентрат от переобогащения промпродукта |
46,38 14,70
6,79 |
6,91 5,53
7,30 |
Итого концентрата |
57,8 |
7,8 |
Порода 16 – 50мм Порода 0,5 – 16мм Порода от переобогащения промпродукта |
8,36 3,79
10,01 |
80,06 75,1
81,56 |
Итого породы |
16,8 |
78,5 |
Шлам от дробления промпродукта |
1,44 |
41,33 |
Таблица 18– Данные шламообразования при обогащения угля
Операции |
Машинный класс, мм |
Выход шлама в % от питания углей, содержащих класс 0 – 1мм в количестве | ||
Отсадка |
13 – 100 1 – 13 |
5 10 - 15 |
5 5 – 10 |
5 3 – 5 |
Дробление промпродукта |
13 - 100 |
До 10 |
6 – 8 |
4 – 5 |
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 γш.пр. – выход шлама от продукта обогащения, от питания, %;
γпр. – выход продукта обогащения, от питания, %;
γш.общ. – общий выход шлама, от питания, %.
γш.к.13-100=0,05 · 46,38=2,31 %.
При этом выход концентрата класса 13 – 100мм уменьшается на 0,948 %:
γк.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:
γш.к.1-13=0,13 · 6,79=0,88 %;
γк.1-13=6,79 – 0,88=5,91 %;
γш.п.1-13=0,13 · 10,01=1,3 %;
γп.1-13=10,01 – 1,3=8,71 %.
Таблица 19 – Практический баланс продуктов обогащения угля крупностью >1мм с учетом шламообразования в процессе обогащения
Наименование продукта |
Продукты без учета шламообразования в процессе обогащения |
Продукты с учетом шламообразования в процессе обогащения | ||||
Продукт |
Шлам | |||||
Выход от рядового, % |
Зольность, % |
Выход от рядового, % |
Зольность, % |
Выход от рядового, % |
Зольность, % | |
Концентрат 16 – 50мм |
46,38
|
6,91
|
44,07 |
6,91
|
2,31 |
6,91
|
Концентрат 0,5 – 16мм |
14,70
|
5,53
|
13,97 |
5,53
|
0,73 |
5,53
|
Концентрат от переобогащения промпродукта |
6,79 |
7,30 |
5,91 |
7,30 |
0,88 |
7,30 |
Итого концентрата |
57,8 |
7,8 |
53,88 |
7,8 |
3,92 |
7,8 |
Порода 16 – 50мм |
8,36 |
75,1 |
7,28 |
75,1 |
1,08 |
75,1 |
Порода 0,5 – 16мм |
3,79 |
81,56 |
3,3 |
81,56 |
0,49 |
81,56 |
Порода от переобогащения промпродукта 0,5 – 16мм |
10,01 |
81,56 |
8,71 |
81,56 |
1,3 |
81,56 |
Итого породы |
16,8 |
78,5 |
14,6 |
78,5 |
- |
- |
Шлам от дробления промпродукта |
1,44 |
41,33 |
- |
- |
1,44 |
41,33 |
Шлам в классе 16 – 50мм от неполноты классификации |
0,48 |
16,89 |
- |
- |
0,48 |
16,89 |
Шлам в классе 0,5 – 16мм из пыли |
5,87 |
16,89 |
- |
- |
5,87 |
16,89 |
Итого шлама |
100,00 |
- |
87,2 |
- |
18,5 |
24,03 |