3.4.2 Циркулирующая нагрузка в циклах измельчения

При работе мельниц в замкнутом цикле их разгрузка поступает в классифицирующий аппарат, который делит его на готовый продукт (слив) и крупный продукт (пески). Пески возвращают в мельницу для доизмельчения. Пески непрерывно транспортируют­ся из классифицирующего аппарата в мельницу, проходя через нее многократно.

При установившемся технологическом режиме масса песков постоянна и образует циркулирующую нагрузку. Последняя может выражаться в виде абсолютной величины — массы циркулирую­щих песков в единицу времени (т/ч), либо в виде относительной величины, определяемой как отношение массы песков к массе исходного материала, подаваемого в мельницу в единицу времени (%, доли ед.).

Циркулирующая нагрузка в циклах измельчения существенно влияет на эффективность работы. При увеличении циркулирующей нагрузки увеличивается скорость прохождения материала через мельницу и сокращается продолжительность измельчения. Мате­риал не успевает переизмельчиться и в мельнице увеличивается содержание зерен крупнее требуемого размера. А так как эффективность измельчения тем выше, чем выше содержание крупного класса, то при увеличении циркулирующей нагрузки растет производительность мельницы по готовому продукту. Чрезмерное увеличение циркулирующей нагрузки приводит к перегрузке мельницы и снижению эффективности ее работы. Кроме того, при чрезмерном увеличении циркулирующей нагрузки растут расходы на транспортирование песков классифицирующих аппаратов. Отсюда очевидна необходимость поддержания опти­мальной циркулирующей нагрузки, от которой зависит общая эффективность передела измельчения.

Циркулирующая нагрузка влияет на содержание и массу крупного класса в мельнице. Влияние ее на удельную производи­тельность мельницы по вновь образованным классам крупности определяется формулой

(3.19)

где К_с — удельная производительность мельницы по вновь образо­ванным классам крупности по отношению к этому же показателю при С=1; С — циркулирующая нагрузка, доли ед.

При С > 0,5 и С < 5 можно использовать соответственные упрощенные формулы

В табл. 3.3 приведены значения К_с при изменении циркулирую­щей нагрузки от 0,1 до 5 по зависимости (3.19).

Таблица 3.3

Удельная производительность мельницы по вновь образованному расчетному классу крупности — d по теоретической зависимости (21)

C	кс	C	кс	C	кс	C	кс	C	кс
0,1	0,526	1,1	1,020	2,1	1,148	3,1	,208	4,1	1,245
0,2	0,645	1,2	1.040	2,2	1,155	3,2	1,212	4,2	1,249
0,3	0,728	1,3	1.056	2,3	1,163	3,3	1,218	4,3	1,251
0,4	0,790	1,4	1,072	2,4	1,169	3,4	1,222	4,4	1,255
0,5	0,841	1,5	1,085	2,5	1,177	3,5	1,226	4,5	1,257
0,6	0,882	1,6	1,098	2,6	1,183	3,6	1,229	4,6	1,260
0,7	0,918	1,7	1,107	2,7	1,190	3,7	1,234	4,7	1,262
0,8	0,950	1,8	1,120	2,8	1,196	3,8	1,237	4,8	1,264
0,9	0,977	1,9	1,131	2,9	1,202	3,9	1,241	4,9	1,266
1	1,000	2	1,140	3	1,206	4	1,243	5	1,267

Циркулирующую нагрузку мож­но определить взвешиванием песков за определенный промежуток вре­мени. Однако, более удобно цир­кулирующую нагрузку рассчитать по данным опробования продуктов зам­кнутого цикла измельчения. В основу расчета, по какой методике он бы ни производился, всегда закладывается баланс продуктов, поступающих в операцию классификации, и выхо­дящих из нее. При этом могут учитываться как массы твердого (руды), так и воды, отдельных минералов, химических элементов и т.д.

В замкнутых циклах измельчения (рис. 3.2), когда исходное питание поступает непосредственно в мель­ницу, циркулирующая нагрузка определяется по уравнению

C = ^(β_с^-β_р⁾/_(βр-βп),

где β_с, β_р, β_п— содержание расчетного класса крупности соответст­венно в сливе классификатора, разгрузке мельницы и песках классификатора, %.

Рис. 3.2. Технологическая схема замкнутого цикла измельчения

В классификатор поступает разгрузка мельницы, которая складывается из исходного питания Q и песков классификатора QC. Таким образом, в единицу времени в классификатор поступает Q + QC =Q(1 + С) сырья.

Если содержание расчетного класса в разгрузке мельницы β_р, то масса этого класса, поступающего в единицу времени в классификатор равна -Q(1+С)β_Р.

Из классификатора выходят два продукта: пески и слив. Масса слива в единицу времени Q, так как при установив­шемся режиме масса материала на выходе из цикла равна массе на входе.

Масса песков составляет QС. Масса расчетного класса в сливе — Qβ_С, в песках — Qβ_П.

Из условия баланса расчетного класса на входе и выходе из классификатора следует

Q(1+C)β_р=Qβ_C+QCβ_п.

Сократив обе части на Q, получим

(1 + С) β_р = β_с + Сβ_п,

отсюда

C = (β_C-β_р)/( β_р-β_п).

Для повышения точности расчета принято определять циркули­рующую нагрузку по трем-четырем классам крупности, а получен­ные результаты усреднять. Во II и последующих стадиях измельчения исходное питание поступает непосредственно в операцию классификации. При этом наиболее часто применяют схему, в которой операции предвари­тельной и поверочной классификации совмещены. В этом случае определяют условную циркулирующую нагрузку по отношению ко всему питанию

С = (β_с-α)/( β_р-β_п), (3.20)

где α — содержание расчетного класса в исходном питании цикла, %.

На рис. 3.3 приведена номограмма для определения циркули­рующей нагрузки по зависимости (3.20).

Рис. 3.3. Номограмма для определения циркулирующей нагрузки по формуле С = (β_с-α)/( β_р-β_п):

Точки М, А,N — пример движения по номограмме

Пример 1. Мельница МШР-3600×5000 № 1 работает в I стадии измельчения в замкнутом цикле с классификатором КСН-30; производительность по руде составляет 78 т/ч, содержание класса —0,074 мм в руде—2,6; в разгрузке мельницы — 25,3; в песках — 7,6 и в сливе классификатора—48,3%.

▲Определить циркулирующую нагрузку и удельную производительность мель­ницы.

По формуле (3.20)

С=(48,3-25,3)/(25,3-7,6)=1,3 = 130%.

Удельная производительность мельницы по вновь образованному классу -0,074 мм

q_d = q₀Δβ_d = Q (β_d - α_d)/V= 78 (0,483 - 0,026) / 45 = 0,792 т/(м³·ч).

Здесь q₀ — удельная производительность по исходному питанию

q₀= Q/V= 78/45 = 1,733 т/(м³·ч).▲

Пример 2. Мельница МШР-3600×5000 № 2 работает в I стадии измельчения в замкнутом цикле с классификатором КСН-30; производительность по руде составляет 69 т/ч, содержание класса —0,074мм в руде —2,6; в разгрузке мельницы — 24,6, в песках — 7,9 и в сливе классификатора—57,1%.

Определить, какая из мельниц (№ 2 или № 1) работает в более оптимальных условиях, приняв, что поступающая руда полностью идентична и состояние мельниц и шаровая загрузка в них одинаковы.

▲Циркулирующая нагрузка мельницы № 2:

С=(57,1-24,6)/(24,6-7,9)= 1,95= 195%.

Удельная производительность по вновь образованному классу -0,074мм

q_d = 69(0,571 -0,026)/45 = 0,836 т/(м³·ч).

Удельная производительность по исходному питанию

q₀ = 69/45 = 1,533т/(м³·ч).

Сопоставляя значения q_d мельниц, видим, что во втором случае мельница работает более эффективно, при этом за счет прироста циркулирующей нагрузки получен прирост производительности. Таким образом, в мельнице № 1 циркули­рующая нагрузка недостаточна. ▲