Общие принципы расчета схем дробления
2.2.1 Производительность цехов дробления
Режим работы оборудования цехов крупного, среднего и мелкого дробления принимается с учетом коэффициентов использования оборудования (Kв) по данным таблиц 2 и 3; режим работы оборудования измельчения принимается по данным таблиц 4 и 5.
Таблица 2 – Режим работы дробилок крупного дробления
Тип дробилки | Коэффициент использования оборудования Kв | Режим работы | Фонд машинного времени, ч/г | |
Дней в году | Часов в сутки | |||
Конусные при 7-дневной неделе при 6-дневной неделе | 0.8 0.8 | |||
Щековые при 7-дневной неделе при 6-дневной неделе | 0.75 0.75 |
Таблица 3 – Режим работы дробилок среднего и мелкого дробления
Компоновочные решения | Коэффициент использования оборудования Kв | Режим работы | Фонд машинного времени, ч/г | |
Дней в году | Часов в сутки | |||
При отсутствии склада крупнодробленой руды | По режиму работы корпуса крупного дробления | |||
При наличии склада крупнодробленой руды при 6-дневной неделе при 7-дневной неделе | 0.8 0.8 |
Примечание: в таблицах 2 и 3 значения Kв приведены применительно к дроблению руд средней твердости. Для других значений твердости принимать значение Kв с учетом коэффициента:
для мягких руд – 1.05 ÷ 1.08;
для твердых руд – 0.95;
для очень твердых руд – 0.90.
Таблица 4 – Режим работы мельниц в главном корпусе
Схема измельчения | Диаметр барабана мельниц, мм | |||||
До 3200 | 3600 – 4500 | 5000 – 6000 | ||||
Кв | Часов в год | Кв | Часов в год | Кв | Часов в год | |
Одностадиальная в шаровых мельницах | 0.95 | 0.94 | 0.93 | |||
Двух- и трехстадиальная в шаровых и стержневых мельницах | 0.90 | 0.88 | 0.87 |
Таблица 5 – Режим работы мельниц самоизмельчения
Метод ремонта | Диаметр барабана мельниц, мм | |||
До 7000 | 9000 и более | |||
Кв | Часов в год | Кв | Часов в год | |
Агрегатный | 0.80 | 0.75 | ||
Агрегатный технологической секции | 0.86 | 0.86 |
Примечание: в таблицах 4 и 5 значения Kв приведены применительно к измельчению руд средней твердости. Для других значений твердости принимать значение Kв с учетом коэффициента:
для мягких руд – 1.02 ÷ 1.04;
для твердых руд – 0.99;
для очень твердых руд – 0.96.
Часовая производительность цеха дробления рассчитывается по формуле (1):
Qг
Q0 = ----------------------, т/ч; (1)
N * m * n * Kв
где: Q0 – часовая производительность цеха, т/ч;
Qг – годовая производительность фабрики, т/г;
N – число рабочих дней в году;
m – число рабочих смен в сутки;
n – число рабочих часов в смену;
Kв – коэффициент использования оборудования.
2.2.2 Число стадий дробления
Число стадий дробления определяется размером максимального куска (Dmax, мм) в поступающей руде, номинальной крупностью дробленого продукта (dн, мм) и заданной суточной производительностью фабрики (Q, т/сут). Рекомендуемое число стадий дробления для заданного варианта принимается по таблице A.1 приложения A.
2.2.3 Номинальная крупность дробленого продукта
Номинальная крупность дробленого продукта определяется типом мельницы, установленной в первой стадии измельчения. Номинальная крупность дробленого продукта dн по стадиям дробления определяется величиной разгрузочного отверстия дробилки (in) и величиной коэффициента Zn и рассчитывается по формуле (2):
dн = in * Zn, мм; (2)
где: dн – номинальная крупность дробленого продукта, мм;
in – разгрузочное отверстие дробилки, мм;
Zn – относительная максимальная крупность;
n – номер стадии дробления.
2.2.4 Плотность и насыпная плотность руды
При наличии достаточно полного минерального состава руды и отсутствии фактических данных по плотности и насыпной плотности последние могут быть определены следующим образом.
Составляется таблица минерального состава руды в соответствии с таблицей 6.
Таблица 6 – Минеральный состав руды
Название минерала | Химическая формула минерала | Содержание в руде α, % | Плотность минерала δт, г/см3 |
Халькопирит Пирит ………………………… ………………………… Кварц | CuFeS2 FeS2 ………………………… ………………………… SiO2 | 7.0 20.0 ……………. ……………. 32.0 | 4.2 5.2 ………….. ………….. 2.7 |
Определяется средневзвешенная плотность руды по формуле (3):
δт = --------------------------------------, г/см3; (3)
α1 α2 αn
----- + ----- + ……… + -----
δ1 δ2 δn
где: δт – средневзвешенная плотность руды, г/см3;
α1, α2, αn – содержание соответствующего минерала, %;
δ1, δ2, δn – плотность соответствующего минерала, г/см3.
Рассчитывается насыпная плотность руды по формуле (4) с учетом коэффициента пористости μ, принимаемого равным в пределах 0.4 – 0.45:
δн = δт * (1 – μ), г/см3; (4)
где: δн – насыпная плотность руды, г/см3;
δт – средневзвешенная плотность руды, г/см3;
μ – коэффициент пористости.
2.2.5 Нумерация продуктов
Нумерация продуктов производится на принятой схеме. Например, для схем дробления, приведенных на рисунке 5, приведенная нумерация продуктов удобна при проведении расчетов на ЭВМ.
a) б)
0 0
1 – + 2
3 5 – + 6
5 – + 6 7
7 8С
8 9 – + 10
9 – + 10
Рисунок 5 – Примеры нумерации продуктов в схемах дробления
2.2.6 Определение массы отсеваемого продукта
Масса отсеваемого продукта в отдельной стадии дробления определяется содержанием этого класса в питании грохота (βn-d) и принятой величиной эффективности грохочения (En) по формуле (5):
Qn = Q0 * βn–d * En, т/ч; (5)
где: Qn – масса отсеваемого продукта, т/ч;
Q0 – часовая производительность цеха, т/ч;
βn–d – содержание в продукте n класса –d, д.е.;
En – эффективность грохочения, д.е.
Выход продукта определяется по формулам (6) и (7):
Qn
γ = 100 * --------, %; (6)
Q0
Qn
γ = -------, д.е.; (7)
Q0
где: γ – выход продукта n, % или д.е.;
Qn – масса отсеваемого продукта, т/ч;
Q0 – часовая производительность цеха, т/ч.
2.2.7 Расчет характеристик крупности
Расчету подлежат характеристики крупности продуктов 4, 8, 12 для открытых циклов дробления и, при необходимости, 8С для замкнутого цикла.
Принцип расчета заключается в сложении выходов классов одинаковой крупности из характеристик крупности исходного питания стадий и разгрузки дробилок соответствующей стадии (приращение при дроблении). При расчете характеристик крупности допускается, что зерна руды меньше размера разгрузочного отверстия в процессе дробления не меняют своей крупности и приращение мелких классов при дроблении происходит за счет дробления классов крупнее величины разгрузочного отверстия. При таком допущении расчет характеристик крупности дробленых продуктов для схем а) и б) на рисунке 5 одинаков. Содержание классов для продукта 4 рассчитывается для d меньше iI по формуле (8) и для d больше iI по формуле (9):
β4–d = β0–d + B0+iI * β3–d; (8)
β4–d = β0–d + B0+d * β3–d. (9)
Для продуктов 8 и 12 расчет аналогичен, меняются лишь индексы продуктов. Например:
β8–d = β4–d + B4+iII * β7–d – для d меньше iII; (10)
β8–d = β4–d + B4+d * β7–d. – для d больше iII. (11)
Выхода продуктов или их содержание определяется по соответствующей характеристике крупности. Для определения содержания классов в продуктах 3, 7, 11 используются типовые характеристики крупности, приведенные на рисунке 6. По данным графиков составляются таблицы, образец одной из них приведен в разделе 2.5.2.8 (таблица 19).
При построении характеристик крупности наибольший размер класса, откладываемого на оси абсцисс, соответствует крупности dн.
Рассчитанная суммарная характеристика крупности дробленого продукта, например, в I стадии является исходной для расчета характеристики крупности дробленого продукта II стадии и т.д.
Для расчета таблицы типовой характеристики продуктов 8 и 12 для открытых циклов и продукта 11 для замкнутого цикла по таблице A.2 приложения A для соответствующего типа дробилки находится номинальная крупность дробленого продукта (dн). Пользуясь рисунком 6 «в», находят содержание нескольких классов (например, 0.2*dн, 0.4*dн и т.д.) и заносят в таблицы типовых характеристик. Используя формулы (10) и (11), рассчитывают содержание классов для суммарных характеристик крупности (таблица 20).
В схемах с замкнутым циклом дробления при расчете грохотов возникает необходимость в расчете характеристики крупности питания грохота. Например, в схеме типа «Г» (рисунок 1) суммарное питание грохота складывается из продуктов 8 и 11. Расчет содержания классов в продукте 8С проводится с учетом циркулирующей нагрузки. Для этого случая формула для расчета содержания классов крупности имеет вид формулы (12):
Q8*β8±d + Q11*β11±d
β8С±d = ----------------------------, %. (12)
Q8 + Q11
2.2.8 Определение нагрузки на дробилку, работающую в замкнутом цикле с грохотом
В большинстве случаев такая схема применяется для третьей стадии дробления – мелкого дробления. Нагрузка на дробилку складывается из крупных классов продукта 8 и избыточных зерен продукта 11. Возможны следующие пути расчета выхода продукта 10:
1) при отсутствии ситовых анализов продуктов дробления.
Для схемы типа «Г» масса продукта 8С определяется по формуле (13):
1 β8+a
Q8C = Q8 * (-------- + ----------), т/ч; (13)
EIII β11–a
Q10 = Q8C – Q12 = Q8C – Q0, т/ч.
Для схемы типа «Д» масса продукта 13 определяется по формуле (14):
Q9’ * (1 – β11–a *E III) Q0 * (1 – β8–a * EIII) * (1 – β11–a * EIII)
Q13 = -------------------------- = ---------------------------------------------, т/ч; (14)
β11–a * EIII β11–a * EIII
β8+a и β11–a определяются по соответствующим характеристикам крупности.
9’ 10
10C
9’’ 13
Рисунок 7 – Схема дробления типа «Д» с номерами продуктов.
Режим работы дробилок и грохотов, работающих в замкнутом цикле, принимается по таблице A.11 приложения A;
2) при наличии данных ситового анализа продуктов дробления составляются уравнения баланса грохочения по готовому продукту или другому классу крупности. Решение этих уравнений для схемы типа «Г» дает следующую зависимость:
β12–d – β8–d β12–d – β8–d
γ11 = γ8 * ----------------- = γ0 * ------------------, %; (15)
β11–d – β10–d β11–d – β10–d
для схемы типа «Д»:
β11–d – β13–d β11–d – β13–d
γ13 = γ10 * ----------------- = γ0 * (1 – β8–d*EIII) * -------------------, %; (16)
β9’’–d – β11–d β9’’–d – β11–d
где в формулах (15) и (16):
βn–d – содержание готового класса крупности или какого-либо другого класса, %.