2 Расчет качественно-количественной схемы

1. Расчет подготовительных операций

Исходные данные для расчета:

γ = 100 %; А^d = 21,89 %; Q = 450 т/ч.

Расчет производим на одну секцию.

Рисунок 1 –Схема подготовительных операций

I Предварительное грохочение

Определяем выход надрешетного продукта с учетом КПД грохота, η = 0,95

γ₂ = γ _>150 + (1 – η)* γ _0-150, (23)

γ₂ = 1,28 + (1 – 0,95)* 98,72 = 6,22 %,

Выход класса более 150 мм (γ _>150) берем из таблицы 3.

Из уравнения баланса (формула 1)

γ_0-150 = 100 - γ _>150,

γ_0-150 = 100 – 1,28 = 98,72 %.

Определяем производительность по твердому:

Q₂ = γ₂*Q/100 т/ч, (24)

Q₂ = 6,22*450/100 = 27,99 т/ч.

Определяем выход подрешетного продукта:

γ₃ = γ₁ – γ₂, (25)

γ₃ = 100 – 6,22 = 93,78 %.

III Подготовительное грохочение

Определяем выход и зольность подрешетного продукта с учетом КПД грохота:

γ₄ = γ_13-150 + (1 – η)* γ_0-13, (26)

где γ_13-150 = 50,88 %, берем из таблицы 7 графа 5,

γ_0-13 = 100 – 50,88 = 49,12 %,

γ₄ = 50,88 + (1 – 0,95)* 49,12 = 53,34 %.

Данные для расчета формул берем из таблицы 7 с учетом истирания.

А^d_0-13 = (γ_0,5-13*А^d_0,5-13 + γ_0-0,5*А^d_0-0,5)/ γ_0-13, (27)

А^d_0-13 =(19,4*20,19 + 29,72*18,31)/49,12 = 19,05%.

А^d₄ = (γ_13-150 *А^d_13-150 + k*А^d_0-13)/ γ₄, (28)

где k = γ_0-13*(1-η) = 49,12*(1-0,95) = 2,46.

А^d₄ = (50,88*24,63 + 2,46*19,05)/53,34 = 24,37 %.

Выход и зольность подрешетного продукта находим из уравнения баланса:

γ₅ = γ_итого – γ₄, (29)

γ₅ =100 – 53,34 = 46,66 %,

А^d₅ = А^d_0-13 = 19,05 %.

IV Обесшламливание

Определяем содержание класса 0-0,5 мм в исходном питании:

х₁ = γ_0-0,5*η, (30)

где γ_0-0,5 = 19,4 % – из таблицы 7,

х₁ = 19,4*0,95 = 18,43 %.

Определяем выход и зольность обесшламленного продукта из уравнения баланса:

γ₇ = х₁ * η, (31)

γ₇ = 18,43 * 0,8 = 14,74 %,

А^d₇ = А^d_0-0,5 = 20,19 %.

γ₆ = γ₅ - γ₇, (32)

γ₆ = 46,66-14,74 = 31,92 %.

А^d₆ = (46,66*19,05 – 14,74*20,19)/31,92 = 18,52 %.

Рисунок 2 – Схема операции обесшламливания

2.2 Расчет основных операций

V Обогащение в минеральных суспензиях.

Определяем содержание класса 0-0,5 мм и 0-13 мм в исходящем классе:

х₂ = γ_{0-0, 5} - х₁, (33)

х₂ = 19,4-18,43 = 0,97,

А^d_х2 = А^d_0-0,5 = 20,19 %.

γ_0,5-13 = (1 – η)* γ_0-13 – х₂, (34)

γ_0,5-13 = 49,12*(1-0,95) – 0,97 = 1,49 %.

А^d_0,5-13 = 18,31 %.

Производим расчет шламообразования. Принимаем а = 2 %.

х₃ = (γ₄ - х₂)*а/100, (35)

х₃ = (53,34-0,97)*2/100 = 1,05 %,

А^d_х3 = А^d₄ = 24,37 %.

Определяем выход и зольность шлама:

х₄ = х₂ + х₃, (36)

х₄ = 0,97+1,05 = 2,02 %.

А^d_х4 = (х₃* А^d_х3 + х₂* А^d_х2)/х₄, (37)

А^d_х4 = (1,05*24,37 + 0,97*20,19)/2,02 = 22,36 %.

Определяем выход и зольность исходного угля без шлама:

γ`₄ = γ₄ – х₄, (38)

γ`₄ = 53,34-2,02 = 51,32 %.

А<sup>d`</sup><sub>4</sub> = (γ<sub>4</sub>* А<sup>d</sup><sub>4</sub> - х<sub>4</sub>* А<sup>d</sup><sub>х4</sub>)/ γ`₄, (39)

А^d`₄ = (53,34*24,37 – 2,02*22,36)/51,32 = 24,45 %.

Определяем фракционный состав исходного класса 13-150 мм с учетом КПД грохота (таблица 20)

Данные для граф 2, 4, 6, 8 переписываем из таблицы 11

Итоговый выход шихты класса 0,5-13 мм берется из расчета выше γ_0,5-13 = 1,49 %.

Графа 11 находится суммированием граф 3 и 7.

Графа 10 рассчитывается по формуле 9.

Графа 13 находится суммированием граф 5 и 9.

Графа 12 рассчитывается делением графы 13 на графу 11.

Проверка: сумма произведений граф 10 на 12 равна 2444, т.е. 24,44*100.

Определяем результаты обогащения класса 13-150 мм в минеральной суспензии (таблица 21)

После расчета исходного продукта сравниваем исходную зольность А^d_исх = 24,44 % («Итого» графы 12) с зольностью, рассчитанной с учетом шламообразования А^d`₄ = 24,45 %. Если зольности совпадают, то графы 10 и 12 таблицы 20 переписываем в таблицу 21 (в графы 2 и 4) без изменения.

Если значения не совпадают, то проводим корректировку исходного класса к А^d`₄ =24,45 %.

Выход фракции < 1300 кг/м³ обозначаем через х, а фракции >1800 кг/м³ через у и составляем уравнение баланса

х+36,09+4,47+2,73+1,07+у=100; (40)

5,28*х+36,09*7,95+4,47*16,89+2,73*27,7+1,07*40,16+

+85,58*у=24,45*100;

х+44,36+у = 100;

5,28*х+481,01+85,58*у = 2445,

Решая систему уравнений находим:

х = 34,84; у = 20,08.

Скорректированный фракционный состав записываем в таблицу 21.

Извлечение при средних плотностях разделения Е (графы 6 и 9) находим по приложениям Д и Е.

Выход концентрата (графа 7) находим по формуле

γ _к-т = (γ_кл *Е)/100. (41)

Определяем выход и зольность продуктов обогащения.

Концентрат без шлама:

γ`<sub>8</sub> = (γ`₄ *Σ γ_к-та)/100, (42)

γ`₈ = (51,32*72,25)/100 = 37,08 %.

А^d`₈ = Σγ* А^d_к-т /Σ γ_к-т, (43)

А^d`₈ = 507,89/72,25 = 7,03 %.

Концентрат со шламом:

γ₈ = γ`₈ + х ₄, (44)

γ₈ = 37,08+2,02 = 39,1 %.

А^d₈ = (γ`<sub>8</sub> * А<sup>d</sup>`₈ + х₄* А^d_х4)/ γ₈, (45)

А^d₈ = (37,08*7,03+2,02*22,36)/39,1 = 7,82 %.

Промпродукт:

γ ₉ = (γ`₄ *Σ γ_пп)/100, (46)

γ ₉ = (51,32*2,47)/100 = 1,27 %.

А^d₉ = Σγ* А^d_пп /Σ γ_пп, (47)

А^d₉ =36,04/2,47 = 14,59 %.

Отходы:

γ₁₀ = (γ`₄ *Σ γ_отх)/100, (48)

γ₁₀ = (51,32*25,28)/100 = 12,97 %.

А^d₁₀ = Σγ* А^d_отх /Σ γ_отх, (49)

А^d₁₀ =1901,1/25,28 = 75,2 %.

Проверка:

γ₄ = γ₈ + γ₉ + γ₁₀,

γ₄ =39,1+1,27+12,97 = 53,34 %.

А^d₄ = (γ₈ * А^d₈ + γ₉* А^d₉ + γ₁₀* А^d₁₀)/ γ₄,

А^d₄ =(39,1*7,82+1,27*14,59+12,97*75,2)/53,34 = 24,37 %.

Рисунок 3 – Схема обогащения в минеральных средах

VI Отсадка мелкого угля

Производим расчет шламообразования в процессе отсадки. Определяем содержание шлама в исходном.

х₅ = х₁ - γ₇, (50)

х₅ =18,43-14,74 = 3,69 %,

А^d_х5 = А^d_0-0,5 = 20,19 %.

Определяем дополнительный выход шлама. Принимаем а=10%.

х₆ = (γ₆ - х₅)*а/100, (51)

х₆ = (31,92-3,69)*10/100 = 2,82 %,

А^d_х6 = А^d₆ = 18,52 %.

Определяем общий выход и зольность шлама:

х₇ = х₅ + х₆, (52)

х₇ =3,69+2,82 = 6,51 %.

А^d_х7 = (х₅* А^d_х5 + х₆* А^d_х6)/х₇, (53)

А^d_х7 = (3,69*20,19+2,82*18,52)/6,51 = 19,47 %.

Определяем выход и зольность исходного угля без шлама:

γ `₆ = γ₆ – х₇, (54)

γ `₆ = 31,92-6,51= 25,41 %.

А<sup>d`</sup><sub>6</sub> = (γ<sub>6</sub> * А<sup>d</sup><sub>6</sub> - х<sub>7</sub>* А<sup>d</sup><sub>х7</sub>)/ γ `₆, (55)

А^d`₆ = (31,92*18,52-6,51*19,47)/ 25,41 = 18,28 %.

После расчета сравниваем исходную зольность А^d_исх = 18,17 % («Итого» графы 8 табл. 20) с зольностью, рассчитанной с учетом шламообразования А^d`₆ = 18,28 %. Если зольности совпадают, то графы 10 и 12 переписываем в таблицу 21 без изменения.

Если значения не совпадают, то проводим корректировку исходного класса к А^d`₆ =18,28 %.

Скорректированный фракционный состав записываем в таблицу 22.

Определяем выход и зольность продуктов обогащения:

Концентрат без шлама (по формулам 42, 43):

γ `<sub>11</sub> = (γ `₆ *Σ γ_к-та)/100,

γ `₁₁ = (25,41*72,9)/100 = 18,52 %.

А^d`₁₁ = Σγ* А^dк_-т /Σ γ_к-т,

А^d`₁₁ = 518,99/72,9 = 7,12 %.

Концентрат со шламом (по формулам 44, 45):

γ₁₁ = γ `₁₁ + х₇,

γ₁₁ = 18,52+6,51 = 25,03 %.

А^d₁₁ = (γ `<sub>11</sub> * А<sup>d`</sup>₁₁ + х₇* А^d_х7)/ γ₁₁,

А^d₁₁ = (18,52*7,12+6,51*19,47)/25,03 = 10,33%.

Промпродукт (по формулам 46, 47):

γ ₁₂ = (γ`₆ *Σ γ_пп)/100,

γ ₁₂ = (25,41*7,54)/100 = 1,92 %.

А^d₁₂ = Σγ* А^d_пп /Σ γ_пп,

А^d₁₂ =119,73/7,54 = 15,88 %.

Отходы (по формулам 48, 49):

γ₁₃ = (γ`₆ *Σ γ_отх)/100,

γ₁₃ = (25,41*19,56)/100 = 4,97 %.

А^d₁₃ = Σγ* А^d_отх /Σ γ_отх,

А^d₁₃ =1189,53/19,56 = 60,8%.

Проверка:

γ ₆ = γ₁₁ + γ₁₂ + γ₁₃,

γ₆ =25,03+1,92+4,98 = 31,92 %.

А^d₆ = (γ₁₁ * А^d₁₁ + γ₁₂* А^d₁₂ + γ₁₃* А^d₁₃)/ γ₆,

А^d₆ = (25,03*10,33+1,92*15,88+4,97*60,8)/31,92 = 18,52 %.

Рисунок 4 –Схема отсадки мелкого угля