Процес збагачення вугілля

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Споживачі готової продукції

Споживачами готової продукції для проектованої збагачувальної фабрики є коксохімічний завод.

Вимоги до коксівним вугіллям обумовлені вимогами до металургійного коксу, який повинен бути малозольні і малосірчисті, механічно міцними і термічно стійкими. Від якості поставляється вугілля залежать не тільки економічні показники роботи коксохімічного заводу, а й інших галузей промисловості.

Основними вимогами до якості вугілля, що коксується регламентовані ГОСТом 537-85: гранична зольність збагачених вугілля А^d = 7,5-8,8%; гранична масова частка вологи в зимовий період - 9%, в літній період - 12%; гранична масова частка сірки - 2-3,5%. Промисловий продукт використовується для енергетичних цілей зольністю А^d = 30-40% і вологістю 9%. Породу відправляють у відвал з зольністю не менше 75%.

2. Сировинна база

Сировинною базою проектованої збагачувальної фабрики є вугілля шахт «Золоте» та «Кочегарка» з участю в шихті відповідно 80,0% і 20,0%, вугілля марки Г і Ж. Вологість рядового вугілля - 6,3%; продуктивність фабрики 500^т/_ч. Результати ситового і фракційного аналізу вугілля шахт і результати дробової флотації шламу наведені в таблицях 1, 2, 3.

збагачувальний вугілля зольність фабрика

Таблиця 2.1. Результати ситового аналізу вугілля шахт «Золоте» та «Кочегарка»

Клас, мм	Продукт	Шахта «Золоте»	Шахта «Кочегарка»
		г, %	Аd, %	г, %	Аd, %
1	2	3	4	5	6
>100	необ. вугілля	9,2	60,4	20,0	45,3
13-100	-	8,7	31,3	14,8	33,4
0,5-13	-	66,4	23,9	44,6	28,8
0-0,5	пил	15,7	26,1	20,6	21,0
Разом	-	100,0	28,2	100,0	31,2

Таблиця 2.2. Результати фракційного аналізу вугілля шахт «Золоте» та «Кочегарка»

Щільність фракцій, кг/м3	Шахта «Золоте»	Шахта «Кочегарка»
	13-100 мм	0,5-13 мм	13-100 мм	0,5-13 мм
	г, %	Аd, %	г, %	Аd, %	г, %	Аd, %	г, %	Аd, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
<1300	45,3	4,1	65,4	4,1	32,4	3,9	35,9	3,0
1300-1400	15,7	10,7	4,8	9,0	23,3	8,6	28,8	8,6
1400-500	0,6	22,5	2,3	24,9	5,1	18,2	1,9	17,3
1500-1600	3,4	31,6	0,4	31,0	1,7	28,0	2,0	27,2
1600-1800	2,0	43,4	1,5	45,4	1,4	39,0	1,9	38,8
>1800	33,0	77,7	25,6	75,9	36,1	78,0	29,8	79,3
Разом	100,0	31,3	100,0	23,9	100,0	33,4	100,0	28,8

Таблиця 2.3. Результати дробової флотації вугілля класу 0-0,5 мм

Час флотації, хв.	г, %	Аd, %
1	54,0	6,2
2	12,7	7,0
3	4,1	24,6
4	1,1	50,0
5	28,1	78,8
Разом	100,0	27,9

3. Вибір процесу збагачення

Перед вибором процесу збагачення вибирається верхній і нижній межі крупності збагачення.

Нижня межа крупності збагачення для коксівного вугілля приймають рівним нулю. Верхня межа крупності збагачення вугілля в цілому по схемі визначається умовами подальшої обробки і транспортування, технічними можливостями збагачувальних машин і характеристикою вихідної сировини.

Вибір процесу збагачення здійснюється на підставі порівняння існуючих процесів, їх переваг і недоліків переважання прогресивних методів.

Збагачення у важких середовищах має такі переваги:

§ Високу ефективність розділення;

§ Можливість автоматичного регулювання;

§ Не чутливість до коливань навантаження;

§ Високий верхня межа крупності збагачення.

Недоліки:

§ складна система регенерації суспензії;

§ підвищена вартість процесу.

Переваги процесу відсадження:

§ відносно висока точність поділу;

§ можливість збагачення вугілля підвищеною вологістю;

§ можливість автоматичного регулювання;

§ знижена вартість процесу.

Недоліки:

§ висока вологість продуктів збагачення;

§ складна водно-шламова схема.

Переваги процесу флотації:

§ можливість процесу регенерації води;

збагачення шламів.

Недоліки:

§ велика питома витрата електроенергії;

§ підвищена вартість збагачення.

У даному проекті приймаються:

§ процес важкосередовищної сепарації крупного класу;

§ процес гідравлічної відсадки мілкого класу;

§ процес флотації шламу.

4. Вибір машинних класів

Вибір машинних класів виробляємо в залежності від прийнятих меж збагачення, навантаження на збагачувальні машини.

В вітчизняній практиці типовим є збагачення вугілля двома класами крупності з флотацією шламу. Це встановлено багаторічним досвідом, оптимальна межа, який враховує реальне кількісне співвідношення класів крупності у вихідному вугіллі.

У даному проекті приймаємо машинні класи: крупний машинний клас 13-100 мм, мілкій машинний клас 0,5-13 мм, флотаційний клас 0-0,5.

5. Обробка вихідних даних

Обробка ситового аналізу вугілля шахт Золоте і Кочегарка

Таблиця 5.4. Гранулометричний склад шихти до дроблення

Клас, мм	Шахта «Золоте»	Шахта «Кочегарка»	Шихта
	г, %	гш,%	Аd, %	г, %	гш,%	Аd, %	г, %	Аd, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
>100	9,2	7,4	60,4	20,0	4,0	45,3	11,4	55,1
13-100	8,7	7,0	31,3	14,8	3,0	33,4	10,0	31,9
0,5-13	66,4	53,0	23,9	44,6	8,9	28,8	61,9	24,6
0-0,5	15,7	12,6	26,1	20,6	4,1	21,0	16,7	24,8
Разом	100,0	80,0	28,2	100,0	20,0	31,2	100,0	28,8

Таблиця 5.5. Ситовий склад машинних класів

Клас, мм	г, %	Аd, %
13-100	11,3	34,6
0,5-13	69,9	28,1
0-0,5	18,8	28,2
Разом	100,0	28,8

Обробка результатів фракційного аналізу вугілля шахт «Золоте» і «Кочегарка».

Таблиця 5.2.6. Результати фракційного аналізу шахт з участю в шихті відповідно 80 і 20%

Щільність фракцій, кг/м3	Шахта «Золоте»	Шахта «Кочегарка»
	13-100 мм	0,5-13 мм	13-100 мм	0,5-13 мм
	г, %	гш, %	Аd, %	г, %	гш, %	Аd, %	г, %	гш, %	Аd, %	г, %	гш, %	Аd, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
<1300	45,3	3,17	4,1	65,4	34,66	4,1	32,4	0,97	3,9	35,9	3,18	3,0
1300-1400	15,7	1,10	10,7	4,8	2,54	9,0	23,3	0,70	8,6	28,8	2,56	8,6
1400-1500	0,6	0,04	22,5	2,3	1,22	24,9	5,1	0,16	18,2	1,9	0,17	17,3
1500-1600	3,4	0,24	31,6	0,4	0,21	31,0	1,7	0,05	28,0	2,0	0,18	27,2
1600-1800	2,0	0,14	43,4	1,5	0,80	45,4	1,4	0,04	39,0	1,9	0,17	38,8
>1800	33,0	2,31	77,7	25,6	13,57	75,9	36,1	1,08	78,0	29,8	2,64	79,3
Разом	100,0	7,0	31,3	100,0	53,0	23,9	100,0	3,0	33,4	100,0	8,9	28,8

Таблиця 5.2.7. Результати фракційного аналізу шихти до дроблення

Щільність фракцій, кг/м3	13-100 мм	0,5-13 мм
	г, %	гш,%	Аd, %	г, %	гш, %	Аd, %
1	2	3	4	5	6	7
<1300	41,0	4,1	4,1	61,1	37,8	4,0
1300-1400	18,0	1,8	9,9	8,2	5,1	8,8
1400-1500	2,0	0,2	19,1	2,3	1,4	23,8
1500-1600	3,0	0,3	29,9	0,6	0,4	28,5
1600-1800	2,0	0,2	38,2	1,6	1,0	42,9
>1800	34,0	3,4	77,6	26,2	16,2	76,5
Разом	100,0	10,0	31,9	100,0	61,9	24,6

Таблиця 5.2.8. Результати фракційного аналізу машинних класів

Щільність фракцій, кг/м3	13-100 мм	0,5-13 мм
	г, %	гш, %	Аd,%	г, %	гш, %	Аd,%
1	2	3	4	5	6	7
<1300	37,3	4,2	4,1	56,3	39,4	4,0
1300-1400	18,0	2,1	9,9	8,2	5,7	8,8
1400-1500	2,0	0,2	19,1	2,3	1,6	23,8
1500-1600	3,0	0,3	29,9	0,6	0,4	28,5
1600-1800	2,0	0,2	38,2	1,6	1,1	42,9
>1800	37,7	4,3	77,6	31,0	21,7	76,5
Разом	100,0	11,3	34,6	100,0	69,9	28,1

Обробка результатів дробової флотації шламу.

Таблиця 5.3.9. Результати дробової флотації шламу після коректування

Час флотації, хв.	г, %	Аd, %
1	2	3
1	53,6	6,2
2	12,7	7,0
3	4,1	24,6
4	1,1	50,0
5	28,5	78,8
Разом	100,0	28,2

Таблиця 5.3.10. Дані для побудови кривих збагачуваності вугілля класу 13-100 мм

Щільність фракцій, кг/м3	г, %	Ad, %	Сумарно, %
			Фракції, що спливли	Фракції, що потонули
			г, %	Ad, %	г, %	Ad, %
1	2	3	4	5	6	7
<1300	37,3	4,1	37,3	4,1	100,0	34,6
1300-1400	18,0	9,9	55,3	6,0	62,7	52,7
1400-1500	2,0	19,1	57,3	6,46	44,7	70,0
1500-1600	3,0	29,9	60,3	7,6	42,7	72,4
1600-1800	2,0	38,2	62,3	8,6	39,7	75,6
>1800	37,7	77,6	100,0	34,6	37,7	77,6
Разам	100,0	34,6	-	-	-	-

Визначаємо категорію збагачуваності машинного класу 13-100 мм.

Розраховуємо показник збагачуваності Т за формулою:

, де

г _1400-1800 - вихід проміжних фракцій, %;

г _{> 1800} - вихід породних фракцій, %.

За розрахованим показником збагачуваності і довідковій літературі ([2] стор. 21, табл. 2.1) приймаємо категорію збагачуваності. В даному випадку категорія збагачуваності важка.

Таблиця 5.3.11. Дані для побудови кривих збагачуваності вугілля класу 0,5-13 мм

Фракцій, кг/м3	г, %	Ad, %	Сумарно, %
			Фракції, що спливли	Фракції, що потонули
			г, %	Ad, %	г, %	Ad, %
1	2	3	4	5	6	7
<1300	56,3	4,0	56,3	4,0	100,0	28,1
1300-1400	8,2	8,8	64,5	4,6	43,7	59,1
1400-1500	2,3	23,8	66,8	5,3	35,5	70,7
1500-1600	0,6	28,5	67,4	5,5	33,2	74,0
1600-1800	1,6	42,9	69,0	6,4	32,6	74,8
>1800	31,0	76,5	100,0	28,1	31,0	76,5
Разом	100,0	28,1	-	-	-	-

Визначаємо категорію збагачуваності машинного класу 13-100 мм.

Розраховуємо показник збагачуваності Т за формулою:

, де

г _1400-1800 - вихід проміжних фракцій, %;

г _{> 1800} - вихід породних фракцій, %.

За розрахованим показником збагачуваності і довідковій літературі ([2] стор. 21, табл. 2.1) приймаємо категорію збагачуваності. В даному випадку категорія збагачуваності середня.

Таблиця 5.3.12. Дані для побудови кривих флотируємості шламу

Час флотації, хв.	г, %	Аd, %	Сумарно%
			Концентрат	Відходи
			г, %	Аd, %	г, %	Аd, %
1	2	3	4	5	6	7
1	53,6	6,2	53,6	6,2	100,0	28,2
2	12,7	7,0	66,3	6,3	46,4	53,6
3	4,1	24,6	70,4	7,4	33,7	71,2
4	1,1	50,0	71,5	8,0	29,6	77,7
5	28,5	78,8	100,0	28,2	28,5	78,8
Разом	100,0	28,2	-	-	-	-

Теоретичний баланс продуктів збагачення.

Таблиця 5.4.13. Теоретичний баланс продуктів збагачення вугілля класу 13-100 мм

Продукт	г, %	гш, %	Аd, %
Концентрат	55,4	6,3	6,0
Промпродукт	9,6	1,1	34,1
Відходи	35,0	3,9	80,0
Разом	100,0	11,3	34,6

Таблиця 5.4.14. Теоретичний баланс продуктів збагачення вугілля класу 0,5-13 мм

Продукт	г, %	гш,%	Аd, %
Концентрат	68,7	48,0	6,2
Відходи	31,3	21,9	76,1
Разом	100,0	69,9	28,1

Таблиця 5.4.15. Теоретичний баланс продуктів збагачення шламу

Продукт	г, %	гш,%	Аd, %
Концентрат	69,0	13,0	7,0
Відходи	31,0	5,8	75,5
Разом	100,0	18,8	28,2

Таблиця 5.4.16. Теоретичний баланс продуктів збагачення

Продукт	гш,%	А? ш,%
Концентрат класу 13-100 мм 0,5-13 мм флотоконцентрат	6,3 48,0 13,0	6,0 6,2 7,0
Разом концентрату	67,3	6,3
Промпродукт класу 13-100 мм 0,5-13 мм	1,1 -	34,1 -
Разом промпродукту	1,1	34,1
Відходи класу 13-100 мм 0,5-13 мм 0-0,5 мм	3,9 21,9 5,8	80,0 76,1 75,5
Разом	31,6	76,5
Всього	100,0	28,8

6. Технологічна частина

До сучасних технологічних схем збагачення висувають такі вимоги: малопоточність, малоопераційність, прямоточність, замкнутість циклу оборотного водопостачання та створення безвідходних технологій.

Вибір технологічної схеми збагачення, призначення вугілля, категорії збагачуваності, прийнятий процес збагачення, гранулометричний склад та вологість вугілля.

У даному проекті збагачення вугілля, що коксується, тому нижню межу крупності приймаємо 0 мм, а верхній - 100 мм, вугілля вологе.

Схему виробляємо по-операційно:

7.1. Вибір підготовчих операцій. Для проектованої фабрики приймаємо:

7.1.1. попереднє грохочення і дроблення великого класу;

7.1.2. мокре підготовче грохочення;

7.1.3. знешламлювання мілкого класу;

7.2. Вибір основних операцій:

7.2.1. збагачення в мінеральних суспензіях крупного класу;

7.2.2. відсадження для збагачення мілкого класу з виділенням трьох продуктів;

7.3. Вибір заключних операцій:

7.3.1. скидання суспензії і зневоднення продуктів збагачення на грохотах;

7.3.2. регенерація суспензії;

7.3.3. зневоднення і концентрація мілкого концентрату в багер-зумпфах;

7.3.4. центрифугування дрібного концентрату в фільтруючих центрифугах з послідуючою сушкою;

7.3.5. центрифугування мілкого продукту у фільтруючих центрифугах;

7.3.6. згущення шламу;

7.3.7. флотація шламу;

7.3.8. фільтрація флотоконцентрату з подальшою сушкою;

7.3.9. згущення з флокуляцією відходів флотації;

7.3.10. фільтрація відходів флотації;

8.1 Розрахунок підготовчих операцій

8.1.1 Попереднє грохочення і дроблення крупного класу

Визначаємо вихід надрешітного продукту (2):

де: - ККД гуркоту з чарункою сит 100 мм;

8.1.2 Вологе підготовче грохочення

Визначаємо ККД гуркоту з чарункою сит 13 мм:



де: ;

- [2].

Визначаємо вихід і зольність надрешітного продукту (клас 13-100 мм)

Визначаємо вихід і зольність підрешітного продукту (клас 0-13 мм)

Перевірочний розрахунок:

Розрахунок основних операцій

Збагачення у важких суспензіях

Виконуємо розрахунок шламоутворення. Вміст шламу у початковому живленні:

Додатковий вихід шламу в процесі важкосередовищної сепарації приймаємо - 2% - [3] стор. 170 додаток 3:

Загальний вихід шламу:

Визначаємо вихід і зольність початкового харчування без шламу:

Проводимо коригування фракційного складу класу 13-100 мм і зольності: .

Складаємо рівняння балансу:



Вихід і зольність промпродукту збагачення

1. Концентрат без шламу:

2. Концентрат зі шламом:

3. Промпродукт:

4. Відходи:

Перевірка продуктів збагачення:

Скидання суспензії та зневоднення концентрату

Приймаються зміст шламу в кондиційній суспензії:

Визначення зміст шламу в некондиційній суспензії:

де: ? - ККД зневоднюючого грохоту.

За балансом:

Скидання суспензії і зневоднення промпродукту

Приймаються вміст шламу в некондиційній і некондиційній суспензії:

тоді

Скидання суспензії і зневоднення відходів

Приймаємо вміст у некондиційній суспензії:

тоді

Магнітне збагачення (перша стадія)

Приймаються зміст шламу у

тоді

Магнітне збагачення (друга)

Знешламлювання класу 0-13 мм

1. Визначаємо зміст шламу у вихідному живленні:

де: - ККД гуркоту з чарункою сит 13 мм.

2. Визначаємо вихід і зольність шламу:

де: ? = 0,6 - ККД дугового сита.

За балансом:

Відсадження мілкого вугілля

1. Виконуємо розрахунок шламоутворення. Визначаємо зміст шламу у вихідному живленні:

Визначення додатковий вихід шламу в процесі відсадження:

Приймаємо б = 10 [3], стор. 170 додаток 3

Визначаємо загальний вихід шламу:

2. Визначаємо вихід і зольність вихідного харчування без шламу:



Таблиця 8.2.18. Результати відсадження класу 0,5-13 мм.

Щільність кг/м3	Вихідна подача	Концентрат при д? = 1790 Й = 0,17	Відходи
фракції	середня	г, %	Аd, %	г · Аd	Х	Е, %	гк,%	гк · Аd	г отх,%	г отх · А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1200-1300	1250	56,3	4,0	225,20	4,59	100,0	56,30	225,20	-	-
1300-1400	1350	8,2	8,8	72,16	3,24	99,94	8,19	72,07	0,01	0,088
1400-1500	1450	2,3	23,8	54,74	2,25	98,78	2,27	54,03	0,03	0,714
1500-1600	1550	0,6	28,5	17,10	1,44	92,51	0,55	15,67	0,05	1,425
1600-1800	1700	1,6	42,9	68,64	0,48	68,44	1,09	46,76	0,51	21,879
1800-2600	2200	31,0	76,5	2371,50	-1,67	4,75	1,47	112,45	29,53	2259,04
Разом	-	100,0	28,1	2809,34	-	-	69,87	526,18	30,13	2283,15

Визначаємо вихід і зольність продуктів збагачення

1. Концентрат без шламу:

2. Концентрат зі шламом:

Размещено на Allbest.ru

...