Рассчитать качественно-количественные показатели подготовительных и основных операций обогащения железной руды

      Решение вопроса о необходимости предварительного грохочения осуществляется по данным ситовой характеристики дробимого материала. Предварительное грохочение применяется, когда выход отсеиваемого класса крупности, т. е. продукта, соответствующего по крупности размеру разгрузочного отверстия дробилки, составляет не менее 20 – 28 %.

     Операции  контрольного грохочения имеют целью  возвратить в дробилку крупные куски, размер которых больше ширины разгрузочного  отверстия дробилки. Введение в схему  дробления контрольного грохочения вызывает необходимость установки  большого числа грохотов, конвейеров и питателей, что приводит к увеличению капитальных затрат и усложняет эксплуатацию цеха дробления. Поэтому операция контрольного грохочения применяется только в последней стадии дробления.

     После выбора схемы уточняют степень дробления  в отдельных стадиях. Если

     S₁ = S₂ = S₃, то .                                (3)

     При наличии контрольного грохочения в  III стадии степени дробления в I и во II стадиях должны быть меньше, чем среднее значение.

     Затем определяется условная максимальная крупность продуктов дробления отдельных стадий, т. е.

D₁ = D_max / S₁;                    (4)

D₂ = D₁ / S₂;                      (5)

D₃ = D₂ / S₃,                      (6)

и ширина разгрузочных отверстий дробилок для  каждой стадии:

i₁ = D₁ / z₁;                          (7)

  i₂ = D₂ / z₂;                          (8)

  i₃ = D₃ / z₃,                          (9)

где  i₁, i₂, i₃ – ширина разгрузочных отверстий дробилок по стадиям, мм;

      z₁, z₂, z₃ – отношение размера максимального куска дробленой руды к ширине разгрузочного отверстия.

     Величины z₁, z₂, z₃ определяются по типовым характеристикам дробленой руды [1] или по данным табл. 5. 
 
 
 

Таблица 5

Условная  максимальная относительная крупность  кусков дробленого продукта ( z )

     Размеры отверстий грохотов выбираются в пределах между размером куска, получаемого в данной стадии дробления, и размером разгрузочного отверстия дробилки (для предварительного расчета можно принять размеры отверстий грохота, равные размерам максимальных кусков дробленой руды). 1.2. Расчет выхода продуктов

     Расчет  качественно-количественной схемы  заключается в определении выхода продуктов по выбранной схеме.

     Вначале определяют эффективность операции грохочения в соответствии с предлагаемым типом грохота. В I стадии обычно устанавливают неподвижные колосниковые грохоты, эффективность (Е) которых принимают равной 0,6 – 0,7, во II и III стадиях устанавливают грохоты с подвижной поверхностью с эффективностью грохочения, равной 0,8 – 0,85.

     Количество  подрешетного продукта, образующегося  при грохочении по крупности d, равно

                         Q_n = Q*α*E, т/ч,                   (10)

где Q – количество руды, поступающей на грохочение, т/ч;

      α – содержание в руде класса крупности –d, доли единицы;

     Е – эффективность грохочения, доли единиц.

     Величина α определяется графическим методом по суммарной гранулометрической характеристике.

     Выход подрешетного продукта

                                , %           (11)

где Q_n – количество подрешетного продукта, т/ч.

     Количество Q_др и выход надрешетного продукта γ_н, поступающего в операцию дробления, составляют соответственно:

Q_др = Q – Q_п, т/ч;          (12)

γ_н = 100 - γ_п,%.          (13)

     Количество  и выход продуктов в последней  стадии дробления в замкнутом цикле с грохотом определяют с учетом циркулирующей нагрузки.

 

2. РАСЧЕТ КАЧЕСТВЕННО  – КОЛИЧЕСТВЕННЫХ 

ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОБОГАЩЕНИЯ

     Основными технологическими показателями процессов  переработки полезных ископаемых являются выход и качество продуктов, извлечение ценных компонентов (для операции грохочения – ее эффективность), эффективность обогащения.

    Качество  продуктов определяется их гранулометрическим составом, содержанием ценных компонентов, вредных и полезных примесей, влажностью и должно отвечать требованиям, предъявляемым к ним потребителями. Требования к качеству концентратов называются кондициями и регламентируются ГОСТами, ОСТами, техническими условиями (ТУ), временными нормами и разрабатываются с учетом технологии и экономики переработки данного сырья, его основных свойств и возможностей технология обогащения. Кондиции устанавливают среднее и минимально (или максимально) допустимое содержание различных компонентов в конечных продуктах обогащения и, если необходимо, их гранулометрический состав и влажность.

    Содержание  компонентов в исходном полезном ископаемом α концентратах β и хвостах θ обычно указывается в процентах.

      Выходом продукта γ называют отношение его массы к массе исходной руды или угля, выраженное в процентах или в долях единицы. Суммарный выход всех продуктов равен выходу исходной перерабатываемой руды, принимаемому обычно за 100%. При разделении руды на два конечных продукта – концентрат (с выходом γ_к ) и хвосты (с выходом γ_хв ) – это условие записывается следующим образом в виде баланса (%) продуктов обогащения:

      γ_к + γ_хв = 100%        (14)

     Считая, что количество ценного компонента в руде (100 * α) равно его суммарному количеству в концентрате (γ_к* β) и отвальных хвостах (γ_хв* θ), можно составить с учетом равенства (14) уравнение баланса ценного компонента в руде и продуктах обогащения:

                      100* α = γ_к* β + (100 - γ_к)* θ.                 (15)

Решая уравнение (15) относительно γ_к, получаем зависимость:

                         γ_к = 100 * (α – θ) / (β - θ ), %        (16)

     Выражение (16) можно использовать и для определения выхода подрешетного продукта при грохочении, принимая, что α, β и θ – соответственно содержание «мелочи», т. е. класса крупностью –d в исходном, подрешетном и надрешетном продуктах.

     Извлечение ε является показателем, выражающим, какая часть компонента, содержащегося в обогащаемой руде, перешла в концентрат или другой продукт обогащения. Извлечение выражается в процентах или долях единицы и вычисляется как отношение массы компонента в данном продукте (γ_i* β_i) к его массе в обогащаемой руде (100* α_i).

Извлечение  компонента в концентрат составляет:

         ε_к = 100 * (γ_к* β) / (100* α) = γ_к* β / α, %                   (17)

     Если  выход концентрата неизвестен, извлечение компонента в концентрат (а равно  и эффективность грохочения) можно  рассчитать по уравнению:

ε_к = 100 β (α – θ) /[ α (β - θ)], %                 (18)

полученному подстановкой в уравнение (17) выражения γ_к из уравнения (16).

       Суммарное извлечение каждого ценного компонента во все конечные продукты обогащения составляет 100%:

                              ε = ε_к + ε_хв = 100, %            (19)            

     Процесс обогащения характеризуется также  степенью обогащения или степенью концентрации К, которые определяются как отношение содержания ценного компонента в концентрате к его содержанию в исходной руде:

                                 К = β / α.          (20)

     Степень сокращения R показывает, во сколько раз количество концентрата γ_к меньше количества переработанного полезного ископаемого:

                                 R = 100/ γ_к.          (21)

      Для количественной оценки эффективности  обогащения Е полезного ископаемого при разделении его на два продукта обычно используют формулу:

                      Е =[(ε_к - γ_к)/(100- α_мин)]*100, %       (22)

где α_мин – содержание минерала, носителя ценного компонента, в исходном продукте.

      Считают, что процесс весьма эффективен, если значение Е > 75%, эффективен, если Е > 50%, и не эффективен, если Е < 25%.