4. Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования

4.1 Выбор и расчет основного оборудования

Выбор флотационных машин производится на основе свойств обогащаемого сырья, характеристики флотационной пульпы, возможности получения максимальных технологических показателей, минимальных энергетических затрат, простоты регулировки и эксплуатации [2]. Принятые флотационные машины должны обеспечивать:

1. большую производительность и высокие технологические показатели;

2. регулируемую и достаточно высокую степень аэрированности пульпы;

3. равномерное распределение пузырьков воздуха и минеральных частиц по всему объему камеры;

4. максимальную частоту столкновения частиц с воздушными пузырьками при минимальных относительных скоростях их движения;

5. быстрое и полное удаление минерализованной пены из машины;

6. эффективное использование производственной площади и низкое потребление электроэнергии.

Для флотации полезных ископаемых используются в основном механические, пневмомеханические и пневматические флотомашины. В настоящее время имеется много данных о сравнительных испытаниях различных типов флотомашин, характеризующих эффективность работы сравниваемых машин в конкретных условиях фабрики и применительно к сырью, перерабатываемому на фабрике [2]. Анализ имеющихся данных свидетельствует о том, что в большинстве случаев технологические показатели флотации материала обычной флотационной крупности при применении различных конструкций машин не имеют существенных различий. Поэтому выбор типа флотационных машин в большинстве случаев делается не на основе возможно получаемых технологических показателей при использовании различных типов флотомашин, а на основе технико-экономических показателей их эксплуатации, удобства регулировки, остановки и запуска машин.

При выборе типа флотационных машин следует помнить, что пневмомеханические машины по сравнению с механическими потребляют на 15 – 50% меньше электроэнергии, имеют в 1,5 – 2 раза выше удельную производительность, проще в изготовлении и удобнее в эксплуатации. Пневмомеханические машины позволяют регулировать аэрацию пульпы в широких пределах и обеспечивают, как правило, более высокую скорость флотации.

Механические флотомашины являются наиболее энергоемкими и требуют более частых ремонтов, чем пневмомеханические.

Из пневматических машин наибольшее распространение находят аэролифтные, которые имеют простую конструкцию, незначительный расход электроэнергии и сравнительно высокую производительность. Недостатком машин является возможность осаждения крупных частиц и частиц с высокой плотностью, невозможность подсасывания промпродуктов, что требует установки насосов, и нестабильные технологические показатели при флотации труднофлотируемых руд. Поэтому аэролифтные машины применяются при флотации легкофлотируемых полезных ископаемых малой и средней плотности, дающих высокий выход пенного продукта по простым схемам.

Механические машины применяются при флотации крупнозернистых пульп. При других условиях, в большинстве случаев, следует применять пневмомеханические флотационные машины. Для флотации крупных частиц в последнее время начинают широко использоваться машины для пенной сепарации.

После выбора типа флотационных машин определяется их размер. Необходимо стремиться выбирать большие флотационные машины, так как это позволяет иметь:

1. меньшее количество машин и вспомогательных устройств;

2. более низкие капитальные и эксплуатационные затраты;

3. меньший расход электроэнергии на единицу объема машины;

4. меньшую работу по управлению флотационным процессом;

5. более простое оснащение приборами флотационного цикла и более легкий автоматический контроль;

6. более высокие показатели флотации;

Желательно, чтобы количество типоразмеров флотационных машин было не более 2 – 3. Размер флотационных машин выбирается исходя из минутного дебита пульпы на флотацию и требуемого количества секций.

Выбор и расчет флотомашин

На Хайбуллинской обогатительной фабрике установлены пневмомеханические флотомашины РИФ. Для нашей фабрики выбираем флотомашины РИФ.

Определяем минутный дебит пульпы в каждой операции флотации.

, м³/мин, (28)

где V_опер – объем пульпы, поступающей в операцию, м³/ч.

Определяем оптимальный объем камеры флотомашины. Требуемый объем флотомашин рассчитывается исходя из времени пребывания пульпы в камере флотомашины. Для пневмомеханических машин V_треб.

, м³, (29)

где V_треб – требуемый объем камеры;

t=2÷5 мин – время пребывания пульпы в одной камере.

Число камер определяется по формуле

(30)

где n – количество камер;

V_кам - объем камеры принятой флотомашины, м³;

t_фл – время флотации, мин.

Рассчитаем объемы камер флотомашин и их количество для операции «Межцикловая флотация»

м³/мин;

Выбираем флотомашину объемом камеры 25 м³.

n = 17,88*4/25*0,85=3,4 принимаем n=4;

Таким образом, в операции «Межцикловая флотация» принимаем к установке 4 камеры флотомашины типа РИФ 25.

Аналогичным образом производим расчет флотационных машин для других операций. Результаты расчетов представлены в таблице 14

Таблица 14- Результаты расчета флотомашин

Наименование операции	V ,м3/ч	tфл, мин	Vтреб, м3	Тип фл. машины	Число камер	Vкам,м3
1	2	3	4	5	6	7
Межцикловая флотация	268,53	4	17,88	РИФ 25	4	25
I Основная Cu флотация	465,71	8	23,28	РИФ 25	8	25
II Основная Сu флотация	288,63	8	14,43	РИФ 25	6	16
П/п Cu флотация	249,75	5	8,32	РИФ 6,3	8	6,3
I Cu перечистка	273,63	7	9,1	РИФ 16	4	16
II Cu перечистка	47,06	6	3,9	РИФ 16	2	16
III Cu перечистка	27,01	4	2,25	РИФ 16	2	16

Компоновка флотационных машин

После расчета потребного количества камер производится их компоновка. Машины следует размещать компактно, с учетом удобства, ремонта и регулировки при минимальном количестве установленных насосов. Необходимо стремится к уменьшению объемов перекачиваемых продуктов, к сокращению высоты подъема и расстояний перекачивания, по возможности уменьшить количество перекачиваемых продуктов. Основной поток пульпы должен идти самотеком. В большинстве случаев флотационные машины компонуются по уступчатой-одноэтажной схеме, обеспечивающий максимальный самотек продукта. Иногда в зависимости от рельефа местности, применяется установка всех машин на одном уровне.

Компоновка флотационных машин приведена на рисунке 13 приложение Б.

Выбор и расчет сгустителей

В зависимости от конструкции и расположения привода механизма разгрузки сгустителя их разделяют на сгустители с центральным приводом и с периферическим приводом. Сгустители с центральным приводом находят наиболее широкое распространение на обогатительных фабриках.

Рассчитаем необходимую площадь сгущения и количество сгустителей по формулам

(31)

(32)

где Q ─ производительность по твердому в сгущаемом продукте, т/ч;

q ─ удельная производительность, т/(м²·ч);

─ площадь зеркала сгустителя, м².

Q₃₉=20,00 т/ч (по данным качественно – количественной схемы);

q=0,33 т/(м²*ч) – принимаем удельную производительность по данным практики действующей фабрики.

Примем к установке сгуститель «СЕТКО» Ø9 м.

Требуется установка 1 сгустителя «СЕТКО» Ø9 м с центральным приводом.

Выбор и расчет оборудования для фильтрования

Сгущенный продукт насосами 4/3C – AH″WARMAN″ перекачивается в контактные чаны КЧ-40 . Затем насосом 4/3D – AH″WARMAN″ направляется на фильтр – прессы МС1-250- S- 1250×1250У.

На проектируемой фабрике в операцию фильтрования поступает продукт с содержанием твердого 65 %. Влажность кека после фильтрации составляет 10 – 13 %.

Производительность фильтров рассчитывается по удельной производительности. При известной производительности по концентрату Q(т/ч) определяют общую площадь фильтрования по формуле 31.

где S – необходимая площадь фильтрования, м²;

Q – производительность по концентрату, т/ч; Q₃₉=20,00 т/ч (по данным качественно – количественной схемы);

q – удельная нагрузка, т/м²ч., q = 0,75 т/м²ч, по данным действующей фабрики.

Выберем к установке камерный фильтр – пресс Andritz с размерами плит 630×630 мм и с площадью фильтрования 30 м², тогда

_{N=27/30=0,9 принимаем n=1.}

Таким образом в операции фильтрования принимаем к установке камерный фильтр – пресс Andritz с размерами плит 630×630 мм и с площадью фильтрования 30 м² в количестве n=1.