Водоснабжение и хвостовое хозяйство обогатительных фабрик

- плотность воды, т/м3;

- плотность пульпы, т/м3;

- плотность  твердой фазы  в пульпе, т/м3;

- объемная консистенция  гидросмеси. ;

          - средневзвешенный коэффициент или коэффициент транспортабельности. .

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Гранулометрическая характеристика хвостов

-0,007	26,9	26,9	100
-0,014+0,007	12,3	39,2	73,1
-0,028+0,014	34,8	74	60,8
-0,044+0,028	20,4	94,4	26
-0,074+0,044	4,8	99,2	5,6
+0,074	0,8	100,0	0,8
Итого:	100,0

 

 

 

Рис.2. Гранулометрическая характеристика хвостов

 

По гранулометрической характеристике хвостов (рис.2.): ,

 

Гидравлическая крупность хвостов при :

 

Принимаем стандартный диаметр трубопровода

Рассчитывается критическая скорость по формуле (при соблюдении условий 2,7-3,2 т/м³; ): ·

2. Расчет напорного гидротранспорта хвостов обогатительной фабрики

 

1. Ориентировочно принимается стандартный диаметр трубопровода в пределах 300 – 600 мм. При принятом диаметре рассчитывается критическая скорость потока по одной из формул, приведенных в табл. 7[1], в зависимости от диапазона крупности твердой фазы и ее плотности.

2. При полученной критической скорости пересчитывается диаметр трубопровода , м по формуле

 

 

где - расход гидросмеси (хвостовой пульпы), м3/с.

Полученное значение округляется до ближайшего стандартного диаметра трубы .

 

3. Рассчитывается фактическая скорость движения пульпы , м/с в трубопроводе принятого диаметра

 

Полученная фактическая скорость движения хвостовой пульпы должна быть в 1,1 – 1,2 раза больше критической, т.е. должно соблюдаться соотношение . Соотношение соблюдено , (принимаем стандартный диаметр ).

4. Удельные потери на трение при гидравлическом транспорте в напорных пульпопроводах для мелкозернистых частиц (dср< 0,1 мм при γn £ 1,5 т/м3, Vфакт > 1,25 м/с) определяются по формуле

 

 

где и - удельные потери напора (гидравлический уклон) соотвественно для гидросмеси (пульпы) и воды,  когда вода движется с той же скоростью, что и гидросмесь, м/м.

Удельные потери напора в трубопроводе при движении чистой воды определяются по формуле Дарси

 

 

где Vср - средняя по сечению скорость потока, м/с;

       - диаметр трубопровода,м;

  - коэффициент сопротивления трубопровода;

       - ускорение свободного падения, м/с2.

Коэффициент сопротивления трубопровода для новых стальных труб, отшлифованных твердыми частицами, определяется по формуле

 

 

где - число Рейнольдса;

       - коэффициент кинематической вязкости однородной жидкости (для воды = 1·10-6 м2/с при t = 200 C).

5. Определяются потери напора по длине пульпопровода м

 

где L - длина напорного пульпопровода, м.

6. Рассчитываются суммарные потери напора при движении пульпы в напорном трубопроводе и в арматуре, расположенных в насосной станции, , м:

где - суммарный коэффициент гидравлических сопротивлений в фасонных частях и арматуре; подбирается по справочной литературе. В данной работе арматура насосной включает две задвижки , два колена и обратный клапан. Для обратного клапана значение принимается по табл. 11[1], в зависимости от диаметра трубопровода ( =2,1).

7. Рассчитывается манометрический напор насоса для гидравлического транспортирования хвостов:

 

                            

 

где -необходимый манометрический напор насоса, м.вод. ст.;

- коэффициент запаса на  случай образования слоя заиления  после остановки пульпопровода, ;

- потери напора по длине  пульпопровода, м;

- потери напора в местных  сопротивлениях по трассе пульпопровода, ;

  - суммарные потери напора в трубопроводах и арматуре в здании насосной станции, м;

- потери напора на геодезический  подъем, м;

- разность геодезических  отметок между осью насоса  в главном корпусе и осью  пульпопровода на месте выпуска хвостов в хвостохранили

м.м.

Берем знак (-), так как хвостохранилище находится ниже хвостового зумпфа главного корпуса.

 

 

По расходу хвостовой пульпы м3/ч и требуемому напору м.вод.ст. подбирается грунтовый насос. Характеристики грунтовых и песковых насосов, изготовляемых серийно отечественной промышленностью, приведены в [1,2] и в прил. 9 – 12.

Технические характеристики грунтовых насосов приведены при работе их на воде, поэтому перед окончательным выбором грунтового насоса необходимо произвести пересчет значений и на воду. Следует иметь ввиду, что при работе на пульпе напор, развиваемый насосом, и КПД снижаются, а мощность возрастает.

Для пересчета характеристик с пульпы на воду (или наоборот с воды на пульпу) рекомендуется применять формулы:

 

 

 

 

Мощность (кВт) на валу насоса определяется по формуле

 

где - КПД насоса, доли ед.;

 γn в кг/м3;

= 1,1 – коэффициент запаса

- ускорение свободного  падения, м/с2.

 

 

где и - подача насоса при работе соответственно на воде и пульпе, м3/ч;

       R - отношение Ж :Т по массе (разжижение);

и - напор при работе насоса соответственно на воде и пульпе, м.вод.ст.;

 и  - плотность воды и пульпы, т/м3;

 и  - потребляемая  насосом мощность при работе соответственно на воде и пульпе,кВт.

Мощность электродвигателя, непосредственно соединенного с валом насоса, определяется по формуле:

 

.

 

По найденным значениям окончательно подбирается грунтовый насос по приложениям 9 – 12[1] и электродвигатель к нему, и приводится его техническая характеристика.

Принимаем к установки грунтовый насос ГрТ 400/40 и электродвигатель к нему  АО3-315М-6.

 

Таблица 4

Техническая характеристика грунтового насоса

Тип или марка	Подача Q, м³/ч	Напор Н, м.вод.ст.	Электродвигатель		Частота вращения вала n, мин	КПД,%
			тип	Мощность N, кВт
ГрТ 400/40	400	40	АО3-315М-6	132	985	64

 

 

3. Обоснование типа и расчет хвостохранилища

 

Хвостохранилище Сибайской обогатительной фабрики (с учетом дальнейшего наращивания), наливное,  косогорного типа. Предназначено для складирования отходов обогащения медных и медно-цинковых руд флотационным методом и осветления жидкой фазы пульпы с использованием ее в оборотном водоснабжении.

Хвостохранилище обогатительной фабрики представлено тремя отсеками (1, 2 и 3).

Участок размещения гидротехнических сооружений  хвостохранилища находится  в 1,0 км к югу от промплощадки СОФ, в ~ 0,15 км от правого берега р. Карагайлы.

При проектировании хвостового хозяйства подсчитывается необходимая емкость хвостохранилища.

Необходимая емкость хвостохранилища , м3 подсчитывается по формуле:

 

 

где - годовая масса сухих хвостов, т/год;

     - число лет эксплуатации фабрики, принимаем n=55 лет;

     - объемная плотность сухих хвостов, т/м3.

При определении емкости бассейна необходимо учитывать коэффициент его заполнения, который обычно принимается равным 0,8.

Проект хвостового хозяйства обогатительной фабрики разрабатывается из расчета эксплуатации месторождения не менее 20 лет с учетом перспективы развития предприятия на последующие 10 лет.

Объемная плотность сухих хвостов может быть рассчитана по формуле:

 

 

где - плотность твердой фазы хвостов, т/м3;

  - пористость хвостов, = 0,45 ¸ 0,65.

      Объемная  плотность сухих хвостов может  быть принята по данным практики (см. табл.4.9 [2]).

Площадь хвостохранилища , м2 подсчитывается исходя из условий среднегодовой интенсивности намыва по формуле:

 

 

где - интенсивность намыва хвостов в год, м/год.

Интенсивность намыва рекомендуется принимать:

• для северных районов – 0,8 ¸ 1,25 м/год;

• для средней полосы –1,25 ¸ 2 м/год;

• для южных районов - 2,5 ¸ 3 м/год;

• для горных районов при овражном типе хвостохранилища  3 ¸ 6 м/год.

Интенсивность намыва хвостов можно принимать по данным практики, табл. 4.9 [2].

Принимаем Т=2,5 м/год. 
Заключение

 

В курсовой работе были приобретены практические навыки по расчету водопроводных сетей для снабжения фабрики промышленной водой, пульпопроводов для перекачки хвостов обогащения в хвостохранилище и геометрических размеров хвостохранилища. В результате был подобран грунтовый насос ГрТ 400/40 и электродвигатель к нему мощностью 132 кВт для перекачки хвостов в хвостохранилище, площадь которого составляет м², а необходимая емкость для него м³. Так же для перекачки чистой воды с температурой до 85был принят к установки центробежный насос Д 2500-62.

 

 

Список литературы

 

1. Горлова О.Е. Фадеева Н.В. Методические указания по выполнению курсовой работы «Водоснабжение и хвостовое хозяйство обогатительных фабрик» по дисциплине «Вспомогательные процессы» для студентов специальности 130405 дневной и заочной форм обучения – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. – 46 с.

2. Справочник по проектированию рудных обогатительных фабрик.- кн. 2 /Г.И. Адамов, В.Ф. Богданов, Б.П. Бутусов и др.; Под ред. О.Н.Тихонова.- М.:Недра, 1988.- 341 с.

 

3. Батаногов А.П. Водовоздушное хозяйство обогатительных фабрик.-М.: Недра, 1984.-295 с.