Основные операции схем дробления.
По виду основной необратимой деформации различают следующие способы дробления:
удар;
раздавливание;
раскалывание;
истирание;
излом;
срезывание;
раздавливание в сочетании с истиранием и изгибом;
раскалывание в сочетании с изгибом.
Расчет схем дробления.
Исходные данные к расчету схемы дробления:
Q ф.г = 20 млн. т/г;
Dmax = 1200 мм;
б = 22.5%;
dmin = 15 мм;
насыпная вес руды сн= 2.0 т/м3.
Определяем часовую производительность отделения дробления, принимая режим работы исходя из данных практики работы АО «Ковдорского ГОК».
Q.д.ч = Qф.г / (365-13) x24 = 20000000 / 352x24= 2367.4 т/ч,
где Qф.г - годовая производительность фабрики по исходному сырью, т/год; общее количество ней для проведения ППР равно 13 суткам.
Определяем общую степень дробления Sобщ по формуле:
Sобщ = Dmax / Dmin = D1 / D10= 1200 / 15 = 80.
Тогда средняя степень дробления равна:
S ср = 3Sобщ = 380 4.31.
Дробилки крупного, среднего и мелкого дробления позволяют получить за один прием следующие степени дробления:
- дробилки крупного дробления - до 5;
- конусные дробилки для среднего дробления при работе с поверочным грохочением - до 8-10;
- конусные дробилки для мелкого дробления при работе в замкнутом цикле - до 3-5;
Принимаем степени дробления по стадиям:
SI = 4.0; SII = 4.3;
SIII= Sобщ / (SI · SII)= 80 / (4.0 · 4.3) = 4.65.
Находим условную максимальную крупность продуктов после отдельных стадий дробления:
D2 = D1 / SI = 1200 / 4.0 = 300 мм;
D3 = D1 / SI ·SII = 1200 / 4.0 · 4.3 = 70 мм;
D7 = D1 / SI · SII · SIII = 1200 / 4.0 · 4.3 · 4.65 = 15 мм.
Определяем ширину разгрузочных щелей дробилок в I, II и III стадиях дробления:
для I стадии (операция I):
iI = D2 / Z1 = 300 / 1.5 = 200 мм,
где значение Z1 снимаем с типовой для конусных дробилок крупного дробления (средние по крепости руды).
для II стадии (операция II):
iII = D3 / Z2 = 70 / 1.8 = 40 мм,
где значение Z2снимаем с типовой для конусных дробилок среднего и мелкого дробления (средние по крепости руд).
Учитывая крупность конечного продукта -15 мм, желательно для III стадии (операция IV) дробилку мелкого дробления устанавливать на минимальную выпускную щель, т.е. 5-6 мм, но дробилки больших размеров при таких малых щелях трудно устойчиво эксплуатировать. Практика показывает, что возможный размер щели 7-8 мм. Примем iIV= 8 мм.
Определим необходимую минимальную ширину Bmin приемных отверстий дробилок в каждой стадии по формулам (ширина приемных отверстий дробилок примерно на 10-20 процентов больше размера максимального куска, поступающего в дробилку):
ВI = (1,1 ё 1,2) · D1 = (1,1 ё 1,2) · 1200 = 1320-1440 мм;
ВII = (1,1 ё 1,2) · D2 = (1,1 ё 1,2) · 300 = 330-384 мм;
ВIII = (1,1 ё 1,2) · D9 = (1,1 ё 1,2) · 70= 77-84 мм.
Намечаем размеры отверстий грохотов для II и III стадий дробления (операции III и V). В операции предварительного грохочения размеры отверстий сита грохотов a принимают в пределах: ; в операции поверочного грохочения размеры отверстий сита немного большими условной максимальной крупности дробленого продукта. Исходя из этого:
для предварительного грохочения перед мелким дроблением: аIII = 17 мм;
для поверочного грохочения после мелкого дробления: aV = 17 мм.
Эффективности грохочения для этих двух операций берем следующие:
EIII-a = EV-a= 85%.
Проверяем соответствие выбранной схемы и степеней дробления выпускаемому заводами оборудованию. Приближенные значения масс продуктов, поступающих в дробилки, принимаем по ориентировочным выходам продуктов (по средним данным практики для средних руд).
Определяем ориентировочно выходы и объемные производительности продуктов, поступающих в каждую стадию дробления:
g1 = g3= 100%; Q1 = Q3 = 2367.4 т/ч.
С учетом циркулирующей нагрузки: g7= 85%;
Q5+6 = 0,85 · Qд..ч = 0.85 · 2367.4 = 2012.3 т/ч.
Объемную производительность находим, деля массовую производительность на насыпную плотность, которая по данным практики составляет - 2,0 т/м3.
Q1 = Q3= 2367.4 / 2 = 1183.7 м3/ч,
Q5 = 2012.3 / 2 = 1006.2 м3/ч.
Требования к дробилкам, полученные в результате расчета, сводим в таблицу 2.1
Таблица 2.1 - Требования, предъявляемые к дробилкам
Стадии дробления
I
II
III
Размер наибольшего куска в питании, мм
1200
300
70
Ширина приемного отверстия, мм
1320-1440
330-384
77-84
Ширина разгрузочной щели, мм
200
40
8
Производительность:
Q, т/ч
Q, м3/ч
2367.4
1183.7
2367.4
1183.7
2012.3
1006.2
Выше перечисленным требованиям удовлетворяют дробилки, технические данные которых приведены в таблице 2.2
Таблица 2.2 - Технические характеристики выбранных к сравнению дробилок
Стадия дробления
Тип дробилки
Ширина приемного отверстия, мм
Предел регулирования
вых. щели, мм
Производительность, м3/ч.
I
I
ЩДП 15*21
ККД 1500/200
1500
1500
200
200
550
1450
II
КСД-2200Гр
КСД-3000Т
350
475
30-60
25-50
360-610
425-850
III
КМД-2200Т
КМД-3000Т
100
95
5-15
6-20
160-220
320-440
С учетом требований к дробилкам на основании их технических характеристик выбираем типоразмер для каждой стадии дробления и определяем потребное количество дробилок для обеспечения заданной производительности.
Потребное число дробилок, работающих в открытом цикле:
Nдр = Qрасч / Qi,
где Qрасч - требуемая объёмная производительность данной стадии дробления, м3/ч; Qi - производительность дробилки выбранного типоразмера при требуемом размере выходной щели i, м3/ч.
Также определим коэффициенты загрузки дробилок ki по формуле:
Ki = Qоб / Qдр · n, где Qоб, Qдр - общая производительность цеха и производительность одной дробилки соответственно, м3/ч, n - число дробилок.
Для I стадии: Nдр = 1183.7 / 1450 = 0.82 = 1 дробилка ККД-1500/200.
kI= 1183.7 / (1450 · 1) = 0.82.
Для I стадии: Nдр = 1183.7 / 550 = 2.2 необходимо 3 дробилка ЩДП 15*21.
kI = 1183.7/ (550 · 3) = 0.72.
Для требуемой щели i производительность дробилки Qi находят прямолинейной интерполяцией:
где Qi, Qmin, Qmax - производительность дробилки при щелях соответственно i, imin, imax берем из таблицы 2.
Производим перерасчет производительностей дробилок на новую щель.
Перерасчет 2-й стадии дробления (среднее дробление - операция II):
КМД-3000Т: м3/ч,
Nдр=1006.2 / (336.8 · 1.3) = 2.3 3 дробилки КМД-3000Т.
kIII= 1006.2 / (471.52 · 3) = 0.71.
Для сравнивания вариантов дробилок составляем таблицу 2.3. Сравнение производится по установленной мощности, отражающей эксплуатационные расходы.
Таблица 2.3 - Варианты установки дробилок различных стадиях дробления
Стадия дробления
Тип дробилки
Производительность, м3/ч.
Ширина выходн. щели, мм.
Треб. число дробилок
Мощность двиг., кВт.
требуемая
Одной дробилки
Одной
Всех
I
ЩДП 15*21
1183.7
550
200
3
250
750
ККД1500/200
1183.7
1450
200
1
400
400
II
КСД-2200Гр
1183.7
443.34
40
3
250
750
КСД-3000Т
1183.7
637.5
40
2
400
800
III
КМД-2200Т
1006.2
178
8
5
250
1250
КМД-3000Т
1006.2
336.8
8
3
400
1200
По предварительному расчету выбираем к установке следующие типы дробильных аппаратов:
для первой стадии дробления одну дробилки ККД-1500/200
для второй стадии дробления две дробилки КСД-3000Т
для третьей стадии дробления три дробилки КМД-3000Т
Таблица 2.4 - Параметры принятых к установке дробилок
Стадия дробления
Типоразмер дробилки
Производительность, м3/ч
N
kз
Установочная мощность, кВт
Масса, т
Требуемая
Расчетная
Одной
Всех
Одной
Всех
I
ККД-1500/200
1183.7
1350
1
0.82
400
400
406
406
II
КСД-3000Т
1183.7
637.5
2
0.93
400
800
230
660
III
КМД-3000Т
1006.2
336.8
3
0.71
400
1200
230
690
Для проведения уточненного расчета схемы дробления строим гранулометрические характеристики для:
разгрузки дробилки среднего дробления;
разгрузки дробилки мелкого дробления.
Ситовая характеристика крупности продуктов разгрузки дробилки для среднего дробления представлена в таблице 2.5
Таблица 2.5 - Ситовая характеристика продукта дробилки среднего дробления
Классы крупности, мм
Выход, %
-150,0+100,0
1,1
-100,0+70,0
8,2
-70,0+50,0
18,1
-50,0+15,0
41,4
-15,0+10,0
2,4
-10,0+5,0
4,3
-5,0+2,0
4,1
-2,0
20,4
Всего:
100,0
Суммарная гранулометрическая характеристика разгрузки конусной дробилки среднего дробления приведена на рис. 2.3
Рис. 2.3 - Суммарная гранулометрическая характеристика разгрузки конусной дробилки среднего дробления
Находим массы продуктов по формуле и из уравнений баланса:
Q5 = Q3 ·,
где - содержание класса - a III мм. в разгрузке дробилки среднего дробления КСД, находим из рисунка 2 - ; - эффективность классификации на сите aIII мм, аIII = 17 мм,
Q4 = 2367.4·0.35·0.85 = 704.3 т/ч; ?4 = Q4 · 100 / Q1= 70430 / 2367.4 = 29.7%.
Из уравнения баланса:
Q5 = Q3 - Q4 = 2367.4 - 704.3 = 1663.1 т/ч; ?5 =?1 - ?5 = 100 - 29.7 = 70.3%.
Ситовая характеристика крупности представлена в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Ситовая характеристика продукта дробилки мелкого дробления
Классы крупности, мм
Выход, %
+20,0
9,3
-20,0+15,0
19,5
-15,0+10,0
8,3
-10,0+5,0
20,8
-5,0+2,0
9,4
-2,0+1,0
6,8
-1,0+0,8
0,9
-0,8+0,56
4,5
-0,56+0,4
3,4
-0,4+0,28
4,5
-0,28+0,2
5,5
-0,2+0,14
3,2
-0,14+0,1
4,5
-0,1+0,071
3,1
-0,071+0,044
2,3
-0,044
3,3
Всего:
100,0
Гранулометрическая характеристика крупности продуктов разгрузки дробилки для мелкого дробления приведена на рис. 2.4
Рис. 2.4 - Гранулометрическая характеристика продукта дробилки мелкого дробления
Находим массы продуктов:
Q5+ Q8 = Q5·[1/(EV-aV) + b5+aIII /bV-)] = 1663.1 · (1 / 0.85 + 0.65 / 0.84) =
= 3249.4 т/ч; g5+g8 = 3249.4· 100 / Q1 = 135.3%
Q8 = 3249.4 - Q5 = 3249.4 - 1663.1 = 1586.3 т/ч; g8 = Q8 · 100 / Q1 = 65%;
Q5 = Q7 = 1663.1 т/ч; g5 =g7 = 70.3%;
Q9 = Q4+ Q7 = 704.3 + 1663.1 =2367.4 т/ч;
Q1 = Q9= 2367.4 т/ч.
Проверяем соответствие выбранной схемы и степеней дробления выпускаемому заводами оборудованию. Определим требуемое количество принятых к установке дробилок и коэффициенты их загрузки, используя полученные при расчетах значения масс продуктов, полученных по уточным расчетам. Данные вносим в таблицу 2.7.
Q1 = 2367.4 / 2.0 = 1183.7 м3/ч; Q3 = 2367.4 / 2.0 = 1183.7 м3/ч;
Q6 = 3249.4 / 2.0 = 1624.7 м3/ч.
Окончательно, устанавливаем:
- в крупном дроблении - Nдр = 1183.7 / 1350 = 0.87; kI = 1183.7 / (1350 · 1) = 0.87;
- в среднем дроблении - Nдр = 1183.7 / 637.5 = 1.85; kI= 1183.7 / (637.5 · 2) = 0.92;
- в мелком дроблении - Nдр = 1624.7 / (336.8 · 1.4) = 3.4; kIV= 1624.7 / (471.52 · 4) = 0.86.
По предварительному расчету было: kI= 0.82; kI= 0.93; kIII=0.71.
Значения kiпо предварительному расчетам приблизительно равны, поэтому окончательно принимаем к установке следующие типы дробилок:
для первой стадии дробления одну дробилки ККД-1500/200- 1 дробилка;
для второй стадии дробления две дробилки КСД-3000Т- 2 дробилки;
для третьей стадии дробления три дробилки КМД-3000Т - 4 дробилки.
Основные технологические параметры выбранных к установке дробилок указаны в таблице 2.7
Таблица 2.7 - Параметры принятых к установке дробилок