Флотационное обогащение медно-никелевой руды

 

Руководствуясь  технико-экономическими соображениями, рассматриваем массы мельниц, мощность потребляемая двигателем их количество и габаритные размеры. Принимаем  к установке МШЦ 2700х3600 в количестве одной штуки, имеющей одну из минимальных  масс, мощности электродвигателя и  наименьшее количество.

 

 

3. Выбор и расчет оборудования для классификации

 

Исходные  данные:

D_сл=0,074 мм

Q_исх=1897,60т/сут

Q_п=1500 т/сут

Q_сл=397,60 т/сут

R_c=3 (25%)

R_п=0,5 (66,87 %)

R_исх=1,02(49,5%)

 

Определен максимальный диаметр гидроциклона при ∆/d=0,5 [1 с.264] по формуле (5.10):

                                     

,                                                 (_5.10)

D - диаметр отверстия пескового насадка, см; d_с – диаметр отверстия сливного насадка, см; d_max – крупность максимальных зерен в сливе, мкм; Р – давление пульпы на входе в гидроциклон, МПа. β_и – содержание твердого в питании гидроциклона

Давление  пульпы на входе в гидроциклон  обычно лежит в пределах 0,05 –0,15 МПа. Для экономии электроэнергии и уменьшения износа частей насоса и самого гидроциклона желательно давление принимать наименьшим. Однако при низком давлении размеры гидроциклонов для одной и той же крупности слива получаются наибольшими, а число их большими, что неудобно при эксплуатации. Поэтому при выборе гидроциклонов может возникнуть необходимость сравнить несколько вариантов, отличающихся давлением пульпы на входе в гидроциклон[1, с.263].

         

Для Р = 0,05 МПа

Для Р = 0,1 МПа

Для Р = 0,15 МПа

По каталогу выбираем типовые гидроциклоны ближайшего меньшего диаметра [3 c. 196]:

Для Р = 0,05 МПа               ГЦ – 150    D = 150мм

Для Р = 0,1 МПа                 ГЦ – 250    D = 250 мм

Для Р = 0,15 МПа               ГЦ – 360    D = 360 мм

 

Производительность гидроциклона по исходному питанию определена по формуле (5.11):

,  (5.11)

где D – диаметр гидроциклона, см;

К_α – поправка на угол конусности гидроциклона (при α=20⁰ К_α=1,0);[1, с.263]

d_п – диаметр отверстия питающего насадка, см;

d – диаметр сливной насадки, см;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Для Р = 0,05 МПа

Для Р = 0,1 МПа

Для Р = 0,15 МПа

Число аппаратов определено по формуле (5.12):

     (5.12)

где V_м – минутный дебит пульпы, л/мин, определен по формуле (5.13):

    (5.13)

 

 

Для Р = 0,05 МПа

Для Р = 0,1 МПа

Для Р = 0,15 МПа

 

Гидроциклоны  проверяем на удельную нагрузку по пескам при ∆/d=0,5 по формуле( 5.14) [1, с. 264]:

 т/см² ∙ ч                                             (5.14)

- расчетные диаметр пескового  отверстии:

Для Р = 0,05 МПа

∆₁=0,5·4=2 см 

 т/см² ∙ ч                                            

Для Р = 0,1 МПа

∆₂=0,5·8=4 см 

 т/см² ∙ ч   

Для Р = 0,15 МПа

∆₃=0,5·11,5=5,75 см 

 т/см² ∙ ч   

 

Во всех вариантах нагрузка лежит в пределах нормы т.е. не более 2,5 т/см²·ч. Поэтому руководствуясь количеством принимаем 1 гидроциклон ГЦ – 360 с давлением на входе в гидроциклон 0,15МПа.

Техническая характеристика выбранного гидроциклона представлена в таблице 5.4.

Таблица 5.4 – Техническая характеристика гидроциклона ГЦ-360 [3, 196с.]

Диаметр гидроциклона D, мм	Угол конусности α, град.	Стандартный эквивалентный диаметр  питающего отверстия dп, см	Стандартный диаметр сливного патрубка d, см	Диаметр пескового насадка Δ, см
360	20	9	11,5	3,4 – 9,6

 

4. Выбор и расчет оборудования для обезвоживания

 

1. Выбор и расчет сгустителей в медном цикле.

В качестве сгустительных аппаратов рассматриваем  сгустители цилиндрические с центральным  приводом, как менее материалоемкие, энергоемкие и наиболее удобные.

Расчет  сгустителя проводим по удельной производительности согласно [8, с. 85].

Определяем  необходимую площадь сгущения по формуле:

                                                           , (5.15)

где Q – количество материала поступающего на сгущение, т/сут; q –производительность на единицу площади сгустителя, т/м²сут для медны руд крупностью 96% класса 0,045 мм удельная производительность находится в пределе 1,1 – 1,25 т/м²сут [8, с.91]

Q = 268,17 т/сут

 

м²

Определяем  диаметр сгустителя по формуле:

                                                                                                                   (5.16)

 

м

По таблице 11.5 [8, с. 89] выбираем сгуститель с центральным приводом марки Ц-18М – 1 т.к. он удовлетворяет необходимым условиям. Техническая характеристика сгустителя приведена в таблице 5.5

 

  Таблица 5.5 – Характеристика сгустителя Ц-18М – 1

Характеристика	Значение показателя
Диаметр, м	18
Площадь сгустителя, м2	250
Глубина в центре сгустителя, мм.	3600
Мощность двигателя привода скребков, кВт	4,0

 

Выбранный сгуститель проверяем по условию  где:

      (5.16)

     (5.17)

где V₀ – конечная скорость осаждения частиц уходящих со сливом, м/с; V_c – скорость слива, м/с; W_c – объём слива, м³; F – площадь сгустителя, м²; d – диаметр частиц уходящих со сливом (3-7 мкм), м; ρ и Δ - плотность магнетита и воды соответственно, кг/м³

 следовательно,  сгуститель удовлетворяет необходимым  требованиям.

Принимаем к установке один сгуститель марки Ц-18 – М1.

 

2. Выбор и расчет оборудования для фильтрования в медном цикле

 

Рассматривая  опыт работы фабрик аналогов при содержании твердого в питании 50 – 70% и при  крупности поступающего материала 96% класса 0,045мм. обычно используют дисковые вакуум-фильтры[8].

Для технологического расчета фильтра определяем необходимую  площадь фильтрования по формуле:

,    (5.18)

где Q – производительность по исходному питанию, Q=11,17 т/ч; q – удельная нагрузка, принимаем по таблице 11.12. [8, с. 103] для медного концентрата q=0,1 – 0,15 т/м²ч.

Определяем  число устанавливаемых фильтров по формуле:

    (5.19)

где F_i – площадь фильтрования выбранного фильтра, м².

 

ДУ 51 – 2,5 – 2

ДШ 63 – 2,5

_{ДШ 100 – 2,5}

_{ДШ 160 – 3,75}

Для выбора наиболее оптимального варианта устанавливаемых  фильтров  сводим их технические  характеристики в таблицу 5.6.

Таблица 5.6 – Технико-экономическое сравнение фильтров[8]

Тип фильтра	Поверхность фильтрования, м2	Число, шт	Масса, т		Мощность привода, кВт
			одного	всех	одного	всех
ДУ 51 – 2,5 – 2	51	3	10,1	30,3	7,0	21,0
ДШ 63-2,5	63	2	15,1	30,2	9,5	19,0
ДШ 100-2,5	100	2	19,1	38,2	11,5	23
ДШ 160-3,75	160	1	27	27	18,5	18,5

 

Исходя из технико-экономических соображений: минимальной массы, мощности и количества, устанавливаемых вакуум-фильтров принимаем  дисковый вакуум-фильтр ДШ 160 – 3,75.

 

 

3. Выбор и расчет оборудования для сушки в медном цикле

Наибольшее  применение для сушки концентратов получили барабанные сушилки прямого  действия, так как применяются  для всех руд цветных металлов независимо от крупности и влажности  исходного материала. Эти сушилки  отличаются большой производительностью, высоким тепловым коэффициентом  полезного действия и малым потреблением энергии, сравнительно низкими эксплуатационными  расходами и надежностью в  работе [1].

Сушимый материал: Cu –концентрат

Влажность концентрата W_исх=20 % (0,25)

 W_выс=8 % (0,087)

Определяем  общий объем сушилок [1, с. 310]:

                                                          V₀=Q·(R₁-R₂)/w                                               (5.20)

w= влагонапряженность кг/ (м³/ч) для медных концентратов ω = 40 – 65 кг/ (м³/ч) [8, с. 122] R₁ и R₂ – отношение жидкого к твердому в поступающем и высушенном материале, Q производительность сушильного отделения кг/ч Q = 11173,8 кг/ч .

V₀ = (11173,8·(0,25-0,087))/(65)=28,0 м³

 

По таблице  11.27 [8, с. 122] выбираем барабанную прямоточную сушилку с V=34,6 м³ размерами 1,8х6,8 м. Количество 1 шт.

Таблица 5.7 Техническая характеристика сушилки

Показатель	Значение показателя
1. Тип сушилки 2. Размеры сушилки 3. Частота вращения барабана, мин-1 4. Мощность эл. двигателя,  кВт 5. Масса, т	Барабанная прямоточная 3,2х10 3,15 7,5 12

 

 

 

 

5.4.4 Выбор  и расчет сгустителей в никелевом  цикле

 

В качестве сгустительных аппаратов рассматриваем  сгустители цилиндрические с центральным  приводом, как менее материалоемкие, энергоемкие и наиболее удобные.

Расчет  сгустителя проводим по удельной производительности согласно [8, с. 85].

Определяем  необходимую площадь сгущения по формуле(5.15):

                                                         

q –производительность на единицу площади сгустителя для медно-никелевых руд крупностью 96% класса 0,045 мм удельная производительность находится в пределе 1,25 – 1,5 т/м²сут [8, с.91]

Q = 961,16 т/сут

 

м²

Определяем  диаметр сгустителя по формуле:

                                                                                                                   (5.16)

 

м

По таблице 11.5 [8, с. 89] выбираем сгуститель с центральным приводом марки Ц-30 т.к. он удовлетворяет необходимым условиям. Техническая характеристика сгустителя приведена в таблице 5.8

 

  Таблица 5.8 – Характеристика сгустителя Ц-30

Характеристика	Значение показателя
Диаметр, м	30
Площадь сгустителя, м2	700
Глубина в центре сгустителя, мм.	4000
Мощность двигателя привода скребков, кВт	6,6

 

Выбранный сгуститель проверяем по условию