6. Хвостовое хозяйство обогатительной фабрики

При мокрых процессах обогащения руды образуется хвостовая пульпа, которая гидравлическим способом по лоткам и трубам транспортируется в специально организуемые гидравлические отвалы - хвостохранилища. В хвостохранилище производится технологическая укладка хвостов, механическое осветление жидкой фазы пульпы. Осветленная вода направляется в оборот на фабрику. Комплекс сооружений и оборудования, предназначенных для гидравлического транспорта, гидравлической укладки хвостов и оборотного водоснабжения обогатительной фабрики, называется хвостовым хозяйством.

Хвосты представляют собой мелкие частицы песка, пустой породы и малоценной руды, получающиеся в результате переработки полезных ископаемых. Минералогический, гранулометрический составы и физико-механические свойства твердого компонента пульпы в значительной степени определяют условие гидротранспорта. Поэтому эти данные необходимо иметь при проектировании гидротранспортных систем.

Для приема отвальных хвостов каждой секции в главном корпусе прокладывается хвостовой лоток. Из лотка пульпа поступает в общий хвостовой зумпф, оборудованный пульпоопробывателем, сороудерживающей решеткой и распределительной коробкой с донными затворами. Магистральные хвостопроводы начинаются от хвостового зумпфа главного корпуса фабрики и проектируются в две нитки: рабочую и резервную.

Гидравлический транспорт хвостов может быть самотечным (безнапорным), принудительным, т. е. напорным или комбинированным напорно-самотечным. Выбор способа транспортирования и укладки хвостов зависит от количества хвостов, их физических свойств, рельефа местности и расстояния от обогатительной фабрики до хвостохранилища.

При наличии достаточных уклонов на местности и расположения хвостохранилища вблизи фабрики целесообразно применять самотечный транспорт. При отсутствии этих условий применяется напорный гидротранспорт с одной или несколькими перекачными станциями.

Место расположения хвостохранилища и отдельных его сооружений выбирают с учетом обстоятельств, предусматривающих соответствующую защиту окружающей среды, наименьшую стоимость строительства, удобства эксплуатации, что в конечном счете определяет наименьшую стоимость выпускаемой обогатительной фабрикой продукции. Место расположения хвостохранилища должно обеспечивать необходимую вместимость для укладки хвостов в течение заданного срока эксплуатации фабрики. Наиболее экономичной является площадка, расположенная ниже фабрики и обеспечивающая самотечный сброс хвостов. Площадка хвостохранилища может быть выбрана на расстоянии не ближе 0,3 км от фабрики. Однако при неблагоприятной "розе ветров" или близком расположении питьевых водозаборов и наличии в пульпе вредных реагентов площадку следует выбрать на более дальнем расстоянии (до 5 км).

Исходные данные для расчета

На основании практики работы Хайбуллинской обогатительной фабрики принимаются следующие исходные данные:

1) Минералогический и гранулометрический составы твердого; средневзвешенная крупность частиц твердой фазы d_cp=0034 мм;

2) Отношение Ж :Т в хвостах по технологии R=W/Q=4;

3) Производительность фабрики по хвостам, Q_n м³/ч; Q_n = V;

Q₁₌Q_год/365*24*0,88=1500000/365*24*0,88=194 т/ч;

Q_хв=Q_1*γ_хв=194*0,89=172,66 т/ч;

;

4) Плотность хвостовой пульпы, γ _п, т/м³; ,т/м³ ;

5) Плотность твердого в пульпе, γ_т, т/м³; γ_т=3,94т/м³ ;

6) Расстояние транспортирования хвостов L = 2км=2000м;

7) Геодезическая отметка хвостохранилища=411м;

8) Геодезическая отметка главного корпуса фабрики=419м.

Расчет систем напорного гидравлического транспорта заключается в определении критической скорости потока, диаметра трубопровода гидравлического уклона и необходимого напора для транспортирования пульпы. По результатам расчета производится выбор необходимого оборудования.

Гидротранспорт пульпы происходит при скорости потока v, равной или большей критической скорости v_кр. Под критической скоростью пульпы подразумевают скорость, при которой еще происходит перемещение твердых частиц без отложения неподвижного слоя на нижней стенке трубы. Основной целью расчета гидравлического транспорта является выбор такого стандартного диаметра трубопровода, при котором движение гидросмеси (при заданном расходе и консистенции пульпы и гранулометрическом составе хвостов) происходит при скорости равной или выше критической, характеризующейся минимальными потерями на трение.

До настоящего времени отсутствует универсальная методика расчета гидравлического транспорта. Предложено несколько эмпирических формул для определения критической скорости потока, пользоваться которыми рекомендуется при определенных характеристиках гидросмеси.

В этих формулах приняты следующие обозначения:

D - диаметр трубопровода, м;

W_n- гидравлическая крупность хвостов,м/с;

- коэффициент неоднородности твердых частиц;

и - диаметры твердых частиц, соответствующие 10 и 90 %-ному выходу их по минусу (определяются по гранулометрической характеристики хвостов рисунок 17);

у_в - плотность воды, т/м³;

у_п - плотность пульпы, т/м³;

у_т - плотность твердой фазы в пульпе, т/м³;

Таблица 22-Гранулометрическая характеристика хвостов

Класс крупности, мм	Выход	Суммарный выход
	%	по плюсу	по минусу
+0,125	3,4	3,4	100
-0,125+0,074	3,5	6,9	96,6
-0,074 + 0,044	8,75	15,65	93,1
-0,044 + 0,040	21,59	37,24	84,35
-0,040 + 0,020	34,25	71,49	62,76
-0,020 + 0,010	16,87	88,36	28,51
-0,010 + 0,005	4,55	92,91	11,64
-0,005	7,09	100	7,09
Итого:	100	-	-

Рисунок 17-Гранулометрическая характеристика хвостов (по минусу)

По гранулометрической характеристике хвостов (рис. 17): d₁₀ =0,0075 мм, d₉₀=0,065мм.

Определяем гидравлическаю крупность хвостов при 10⁰С W_П = 0,0820см/с = 0,000820м/с. [2, приложению 5].