Расчет технологических показателей процесса мокрого измельчения бокситов в две стадии для участка производительностью Q 1,2 т/год и выбор оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Исходные данные для курсовой работы

2. Расчет схемы измельчения и выбор технологического оборудования

2.1 Расчет схемы измельчения

2.2 Выбор технического оборудования

2.3 Выбор гидроциклонов для предварительной классификации.

2.4 Выбор гидроциклона для контрольной классификации

Список используемой литературы



Введение

Тема курсовой работы: "Расчет технологических показателей процесса мокрого измельчения бокситов в две стадии для участка производительностью Q 1,2.т/год и выбор оборудования "

При выполнении курсовой работы по ТЛиКМЦ студент должен закрепить полученные знания в лекционном курсе, освоить основные методы расчета технологических параметров схем измельчения руд и научиться выбирать оборудование -- мельницы и классификаторы. В курсовой работе предлагается выполнить расчеты и выбрать оборудование участка мокрого измельчения бокситов применительно для условий Уральского региона. Этим объясняется выбор двух стадийной схемы измельчения с открытым циклом в первой стадии и замкнутым циклом с предварительной и поверочной классификациями во второй стадии. Возможно применение и других схем измельчения при достаточной обоснованности.

1. Исходные данные для курсовой работы

1) Производиться уч-ка Q_r=2,0 млн. т/год

2) Тип мельницы первой стадии измельчения МШЦ-мельница шаровая с центральной разгрузкой

3) Максимальный размер кусков исходной руды

d_max=20 мм

4) Содержание расчетного класса в конечном продукте в_к=72 %

5) Разжижение пульпы в разгрузке мельницы первой стадии R₂=2,0

6) Разжижение песков гидроциклонов R₃=0,40

7) Коэффициент измельчаемости руды К_u=0,86

8) Циркулярная нагрузка С=4,0

Определить размер мельниц и рассчитать необходимое их число.

Для установки в первой стадии использовались мельницы с центральной выгрузкой МШЦ.

Действующая мельница МШЦ- 2100*3000

D_g=2100мм

d_max=20 мм

N_g=165 кВт

в_u.g=6%

в_к.д.=68%

Q_g=15,8 т/ч

V_g=8,8 м³ (табл. 7)

По заданию

Q_r=2,0 млн. т/год d_max=20 мм в_к=68 % в_u=6% (табл. 3)



2. Расчет схемы измельчения и выбор технологического оборудования

2.1 Расчет схемы измельчения

Расчетная (часовая) производительность участка при:

k_в-коэф. использования оборудования

k_n-коэф., учитывающий неравномерность сво-сть.

Q₁=(Q_r* k_n)/(365*24* k_в)=(1,2⁶*1,1)/(365*24*0,92)=114,47 т/ч

Для измельчения принята двух стадийная схема с открытым циклом в первой стадии и замкнутой во второй, с предварительной и пров-ной клас-ми в гидроциклах.

Содержание расчетного класса в сливе первой стадии измельчения определяется по формуле:

измельчение боксит гидроциклон технический

в₂=в₁+(в₄-в₁)/(1+k*M)

М-отношение рабочего объема мельниц второй стадии к рабочему объему мельницы первой стадии измельчения М=1,5

k-отношение удельной производительности по вновь образовавшему классу мельниц k=1

в₁= в_u=0,06

в₄ = в_k=0,72

в₂=0,06+(0,72-0,06)/(1+0,72*1,5)=0,27

Степень разжижения слива классификатора и пульпы, направляемой в автоклавное отделение определяется по формуле:



R₄^/= R₄= (в₄^// в₂^/)* R₂=(48,5/16)*1,5=4,54

в₄^/, в₂^/-содержание класса - 0,040 мм в соответствующих продуктах определяется по табл. 4

при в₂=27% в₂^/=16%

при в₄=72% в₄^/=48,5%

Масса песков предварительной классификации по формуле:

Q₃^/=Q₁*(R₄*(в₄^/-в₂^/)/ R₄*(R₄^/-R₃^/))=114,47*(4,54*(0,48-0,16)/0,48*(4,54-0,4))=83,69 т/ч

Масса твердого в сливе предварительной определяется по зависимости:

Q₄^/=Q₁-Q₃^/=114,47 - 83,69= 30,78 т/ч

Масса расчетного класса (-0,047 мм) в разгрузке мельницы первой стадии измельчения

Р₂=Q₁*в₂=114,47*0,27=30,91 т/ч

В сливе предварительной классификации

Р₄^/=Q₄^/*в₄=30,78*0,72=22,1616 т/ч

В песках предварительной классификации

Р₃^/=Р₂ -Р₄^/=30,91-22,1616=8,7453 т/ч

Масса твердого в циркулирующей нагрузке



Q₃^//=Q₃^/*С=83,69*4,0=334,76 т/ч

Масса твердого в питании мельницы второй стадии

Q₄^/=Q₅=Q₃^/*(1+С)=83,69*(1+4,0)=3431,29 т/ч

Масса твердого в сливе проверочной классификации

Q₄^//=Q₃^/=83,69 т/ч

Содержание класса (-0,040 мм) в разгрузке мельницы второй стадии измельчения определяется по формуле:

в₅^/=в₄^/-[(в₄^/*С*(R₄^/-R₃^/)) / (R₄*(1+С))]=0,48-[(0,48*40*(4,54-0,4)/(4,54*(1+4)]=3,898

Содержание расчетного класса (-0,047 мм) в разгрузке мельницы находим из табл. 4

при в₅^/=38,98% в₅=59%

Содержание расчетного класса в загрузке мельницы второй стадии определяется по формуле:

в₃=(Р₃^/+(в₅*Q₅- в₄*Q₄^//))/ Q₅=(8,7453+(0,59*34,3129-0,72*83,69))/375=0,130

Параметры пульпы, поступающей на предварительную классификацию, определяем по зависимостям:

Объем воды Ж₂=R₂*Q₂=2*114,47=228,94 м³/ч

Объем твердого Т₂= Q₂/с=114,47/2,6=44,02 м³/ч

с-плотность боксита=2,6 м³/ч

Объем пульпы П₂= Ж₂+Т₂=228,94+44,02=272,96 м³/ч

Содержание твердого в пульпе

г^тв₂=1/(1+ R₂)*100%=1/(1+2)*100%=33,3%

Параметры пульпы, поступающей на поверочную классификацию, определяем по зависимости.

Разжижение пульпы в сливе мельницы второго порядка

R₅= R₄*(в₅^/ / в₄^/)=4,54*(0,3898/0,59)=2,98

Объем воды Ж₅=R₅*Q₅=2,98*3431,29=10225,25 м³/ч

Объем твердого Т₅= Q₅/с=3431,29/2,6=1319 м³/ч

с-плотность боксита=2,6 м³/ч

Объем пульпы П₅= Ж₅+Т₅=10225,25+1319=11544,25 м³/ч

Содержание твердого в пульпе

г^тв₅=1/(1+ R₅)*100%=1/(1+2,98)*100%=25%

Полученные численные следует проставить на схеме измельчения рис.1



Рис.1 Схема измельчения

2.2 Выбор технического оборудования

Выбор мельниц для первой стадии измельчения.

Расчет по удельной производительности. Удельная производительность по вновь образованному классу действующей мельницы определяем по формуле:

q_q=Q_q*(в_к.д- в_u.g)/V_g=15,8*(0,68-0,06)/8,8=1,113 т/м³*ч

Значение коэффициента k_к определяем по зависимости:

k_к=m₂/m₁=0,81/0,94=0,86

где m₁=0,94 по табл. 5 при крупности (-30,+0) мм и содержании расчетного класса в_к.д.=68%

m₂=0,84 при крупности (-20,+0) мм и содержании расчетного класса в конечном продукте в₂=37%

Значение коэффициента k_д определяется после выбора размера мельницы пол табл. 6, 7, 8

Вариант 1.

Мельница МШЦ 2700*3600

D=2700 V=18 м³ N_y=400 кВт

k_д=((D-0,15)/(D_g-0,15))^0,5=((2,1-,015)/(2,7-0,15))^0,5=0,874

Коэффициент k_т=1, так как тип мельницы не меняем.

Удельная производительность мельницы по вновь образованному расчетному классу (-0,074) мм по формуле:

q=q_gk_uk_kk_Dk_тk=1,113*0,86*0,86*1*0,874*1=0,719 т/м³*ч

Удельная производительность по руде

q_р=q/( в₂-в_u)=0,719/(0,27-0,8)=3,12 т/м³*ч

Производимость проектируемой мельницы по руде рассчитаем по формуле:

Q=(q*V)/(в₂-в_u)=(3,12*8,8)/(0,27-0,8)=51,8 т/ч

Расчетное число мельниц по варианту 1.

n^/ =Q₁/Q=114,47/51,8=2,21 принимаем n=6

Следовательно, для измельчения в первой стадии достаточно установить 6 мельниц МШЦ 2700*3600. Коэффициент запаса по производительности:

k₃=Q/Q₁=(51,8*6)/114,47=2,71

Вариант 2.

Мельница МШЦ 3600*5500

D=3600 мм V=49 м³ N_g=1250 кВт

К_D=((2,1-0,15)/(3,6-0,15))^0,5=0,75

Удельная производимость мельницы МШЦ 3600*5500

q=1,113*0,7*0,86*1*0,75*1=0,5 т/м³*ч

Удельная производимость по руде:

q_р=05/(0,27-0,8)=0,94 т/(м³ч)

Q=0,94*49=46,06 т/ч

Расчетное число по варианту 2.

n^/=114,47/46,06=2,48 принимаем n=3

k₃=(46,06*3)/114,47=1,20

Установка трёх мельниц МШЦ 3600*5500 дает нерационально большой запас по производительности.

Вариант 3

Мельница МШЦ 4000*5500

D=4000 мм V=61 м³ N_g=2000 кВт

К_D=((2,1-0,15)/(4-0,15))^0,5=0,71

Удельная производимость мельницы МШЦ 4000*5500

q=1,113*0,7*0,86*1*0,71*1= 0,475 т/м³*ч

Удельная производимость по руде:

q_р=0,475/(0,27-0,8)=0,89 т/(м³ч)

Q=0,89*61=54,29 т/ч

Расчетное число по варианту 3.

n^/=114,47/54,29=2,10 принимаем n=2

Коэффициент запаса по производительности

k₃=(54,29*2)/114,47=0,95

Полученные данные по варианту сведем в таблицу

Вариант	Размер мельницы	Число мельниц	Масса m	Установленная мощность, кВт	Коэф. запаса
			Одной	Всех	Одной	Всех
1 2 3	МШЦ 2700*3600 МШЦ 3600*5500 МШЦ 4000*5500	6 3 2	77 160 250	462 480 500	400 1250 2000	2400 3750 4000	2,71 1,20 0,95

По количеству мельниц и занимаемой площади, коэффициенту запаса более предпочтительней вариант 3.

Расчет по эффективности измельчения.

Эффективность измельчения действующей мельницы по вновь образованному классу (-0,074 мм) по формуле:

Э_g=Q_q*(в_к.д.- в_u.g)/N_g=15,8*(0,68-0,06)/165=0,059 т/кВт*ч

Эффективность измельчения мельниц на проектируемом участке определяется по формуле:

Э= Э_g*k_u*k_т*k=0,059*0,86*0,86*1=0,035 т/кВт*ч

r=0,85

Производительность мельницы по руде по формуле :

Вариант 1Q=( N_g*Э*r)/(в₂-в_u)=(0,035*400*0,85)/(0,27-0,8)=22,45 т/ч

вариант 2 Q=(0,035*1250*0,85)/(0,27-0,8)=70,16 т/ч

вариант 3 Q=(0,035*2000*0,85)/(0,27-0,8)=112,26 т/ч

Расчетное число мельниц по вариантам:

1) n^/=114,47/22,45=5,09 принимаем n=11

2) n^/=114,47/70,16=1, 63 принимаем n=4

3) n^/=114,47/112,26=1,09 принимаем n=3

Расчет по эффективности измельчения дал фактически те же результаты, что и расчет по удельной производительности. Следовательно, устанавливаем две мельницы: одна рабочая, вторая в резерве.

Выбор мельниц для второй стадии измельчения

Расчет и выбор мельниц второй стадии произвести аналогично первой стадии. При расчете удельной производительности следует учесть, что коэффициент k=0,8…0,85; m₁=0,9; m₂=0,97; K_k== =1,07

Крупность исходного материала в питании мельницы второй стадии, при определении коэффициента относительной производительности m₂, принять (-3,+0) мм.

Как и при расчете первой стадии измельчения, следует рассмотреть 2-3 варианта и выбрать оптимальный.

Расчет мельниц второй стадии

Вариант 1

МШЦ 3600*5500 D=3600 V=49 м³ N_g=1100 кВт

k_D=((2,1-0,15)/(3,6-0,15))^0,5=0,75

q=1,113*0,7*1,07*1*0,75*0,8=0,5 т/м³*ч

q_р=0,5/(0,27-0,8)=0,94 т/(м³ч)

Q=(0,94*49)/(0,25-0,8)=86,9 т/ч

n^/=114,47/86,9=1,31 принимаем n=3

k₃=(3*86,9)/114,47=2,27

Вариант 2

МШЦ4000*5500 D=4000 V=61 м³ N_g=2000 кВт

k_D=(2,1-0,15)/(4-0,15)=0,71

q=1,113*0,7*1,07*1*0,71*0,8=0,473 т/м³*ч

q_р=0,473/(0,27-0,8)=0,89 т/(м³ч)

Q=0,89*61=54,29 т/ч

n^/=114,47/54,29=2,10 принимаем n=2

k₃=(2*54,29)/1114,47=0,94

Вариант	Размер мельницы	Число мельниц	Масса m	Установленная мощность, кВт	Коэф. запаса
			Одной	Всех	Одной	Всех
1 2	МШЦ 3600*5500 МШЦ 4000*5500	3 2	160 250	480 500	1250 2000	3750 4000	2,27 0,94

По количеству мельниц и занимаемой площади, коэффициенту запаса более предпочтительней вариант 2. Следовательно, устанавливаем три мельницы: две в работе, одна в резерве.

2.3 Выбор гидроциклонов для предварительной классификации

Выбор гидроциклона для предварительной классификации ориентировочно подбираем гидроциклоны по табл. 9 по объему перерабатываемой пульпы.

П₂=473 м³/ч г^тв₂=28,5%

Выбираем гидроциклон: D=1000 мм, б=20⁰, d_н=70-280 мм, d_n=21 см, d=25 см, Д=7,5-25 см

Производительность гидроциклона по исходной пульпе определяется по формуле:

V=3*k_б*k_d*d_п*d*vР_о=3*1*0,91*21*25*v0,15=348,57 м³/ч

где k_б=1 Р_о=0,15 Мпа

Уточним рабочее давление:

P_m=(

Нагрузка на песковое отверстие по формуле:

q_n= Q₃^//(р*Д²/4)=83,69/(3,14*16²/4)=0,416 т/см²*ч

Номинальная крупность слива рассчитывается по формуле:

D_н=1,5*((D*d* г^тв₂)/(Д*k_d*vР_о*(с-с₀)))^0,5=

=1,5*((100*25*33,3)/(16*0,91*v0,08*(2,6-1)))^0,5=5869,845 мкм

При содержании расчетного класса (-0,74 мм) в_к=80% . Гидроциклон обеспечивает получение более тонкого слива.

Установим в технологический поток для предварительной классификации два гидроциклона диаметра D=1000 мм. Второй гидроциклон для резерва.

2.4 Выбор гидроциклона для контрольной классификации

П₅=935 м³/ч г^тв₅=32%

Выбираем гидроциклон: D=1400 мм, б=20⁰, d_н=80-300 мм, d_n=30 см, d=38 см, Д=15-36 см

Производительность гидроциклона по исходной пульпе определяется по формуле:

V=3*k_б*k_d*d_п*d*vР_о=3*1*0,88*30*38*v0,15=1164 м³/ч

где k_б=1, Р_о=0,15 Мпа, Kd=0,88

Уточним рабочее давление:

P_m=(

Нагрузка на песковое отверстие по формуле:

q_n= Q₃^//(р*Д²/4)=107,15/(3,14*25²/4)=0,218 т/см²*ч

Номинальная крупность слива рассчитывается по формуле:

D_н=1,5*((D*d* г^тв₂)/(Д*k_d*vР_о*(с-с₀)))^0,5=

=1,5*((140*38*32)/(25*0,88*v0,08*(2,6-1)))^0,5=197 мкм

при в_к=80% .

Установим в технологический поток для контрольной классификации два гидроциклона диаметром D=1400 мм, один в работе и один в резерве.



Рис.2 Аппаратурно-технологическая схема



писок используемой литературы

1. Технологические линии и комплексы металлургических цехов. Расчёт двух стадийной схемы измельчения, выбор технологического оборудования: Методические указания по выполнению курсовой работы / Ю.М.Багазеев, Е.В.Мельников. Ї Екатеринбург: УрФУ, 2010. Ї 40 с.

Размещено на Allbest.ru

...