34.9 Расчет необходимого оборудования

Нейтральное выщелачивание. Принимаем к установке чаны с механическим перемешиванием:

Объем чана, м3	100
Коэффициент заполнения	0,85
Коэффициент использования по времени	0,9
Суточное количество пульпы, м3	4257
Продолжительность цикла одной полной операции, мин:
заливка отработанного электролита и других растворов	35
загрузка огарка	10
выщелачивание	60
выпуск пульпы на отстаивание	45
Всего	150(2,5 ч)

Число операций нейтрального выщелачивания равно 4257/(100•0,85•0,9)=55,6. Число чанов равно 55,6•2,5/24=5,8, с учетом резерва на ремонты принимаем 7 шт.

Нейтральное сгущение. Съем верхнего слива сгустителей составляет 3756 м³/сут. Принимаем удельный съем верхнего слива 3 м³ в сутки с 1 м² площади сгущения (этот, как и все другие показатели, следует уточнять по материалам практики студентов на передовых предприятиях). Тогда суммарная площадь сгущения равна 3756/3=1252 м².

Принимаем к установке сгуститель диаметром 18 м с площадью сгущения 3,14•18²/4=254 м².

Необходимое количество сгустителей 1252/254•0,9=5,5; с учетом резерва принимаем 6 сгустителей.

Кислое выщелачивание. Кислое выщелачивание предусматриваем также в чанах с механическим перемешиванием:

Объем чана, м3	50
Коэффициент заполнения	0,85
Коэффициент использования во времени	0,9
Суточное количество пульпы, м3	660
Продолжительность цикла одной полной операции, мин:
заливка	20
выщелачивание	50
выпуск пульпы	20

Число операций кислого выщелачивания равно 660/(50•0,85•0,9)=17,3. Требуемое число чанов с механическим перемешиванием, имеющих объем 50 м³, составляет 17,3•1,5/24=1,1 шт, с учетом резерва принимаем 2 шт.

Кислое сгущение. Поступает пульпы 660 м³/сут; количество верхнего слива равно 196 м³/сут. Для сгущения кислой пульпы принимаем типовой сгуститель диаметром 18 м с площадью сгущения 254 м². Расчетный съем слива кислого сгустителя составит 191/(254•0,9)=0,84 м²/(м²• сут). В принятой для расчета технологии основное назначение кислого сгустителя – обеспечить доводку пульпы, получение рН нижнего слива равным 4,4–4,8 с целью формирования фильтруемого осадка.

Фильтрация цинковых кеков и отмывка кека от сульфатного цинка. Количество цинковых кеков составляет 182,31 т/сут. Принимаем, что количество кеков по сухой массе постоянное в процессе фильтрации и водной отмывки.

Фильтрация цинковых кеков на рамных вакуум-фильтрах. Влажность кеков после фильтрации на рамных вакуум-фильтрах составляет 40%. Количество влажных кеков равно 182,31/(1–0,40)=303,85 т/сут. Принимаем к установке типовой рамный вакуум-фильтр (корзину) с площадью фильтрации 167 м². При толщине цинкового кека на фильтровальной секции 0,025 м и плотности влажного кека 2 т/м³ количество отфильтрованного кека за одну операцию одним рамным вакуум-фильтром (одной корзиной) равно 167•0,025•2=8,35 т. Коэффициент использования оборудования 0,9.

Число полных циклов фильтрации равно 303,85/8,35=36,39. Продолжительность одного полного цикла фильтрации (набор кека, подъем фильтра краном и сушка кека под вакуумом, отдувка кека и постановка рамного вакуум-фильтра в бункер) составляют 120 мин. Необходимое число рамных вакуум-фильтров (корзин) равно 36,39•2/24=3,37, принимаем 4 корзины. Ремонт корзин осуществляют на специально отведенном месте. Вышедшая из строя корзина заменяется вновь собранной. В ремонте и сборке находится одна корзина. Число бункеров состоит из 4 наборных, 2 для отдувки и репульпации кека с водой, из которых пульпа подается на дисковые вакуум-фильтры, и 1 для промывки корзин (он же резервный), всего 7 шт.

Дисковые вакуум-фильтры. Количество цинковых кеков равно 182,3 т/сут. Влажность кеков после фильтрации составляет 35%. Количество влажных кеков равно 182,31/(1–0,35)=280,5 т/сут. Используем для фильтрации стандартные дисковые вакуум-фильтры ДК-51-2,5 с поверхностью фильтрации 51 м². Коэффициент использования оборудования 0,9, удельный съем кека 1,0 т/(м²•сут). Необходимая суммарная площадь фильтрации 280,5/(1,0•0,9)=311,7 м².

Количество вакуум-фильтров равно 311,7/51=6,11; принимаем 7 шт.

Сушка цинковых кеков. Количество цинковых кеков равно 182,31 т/сут.

Исходная влажность составляет 35 %. Сушку производим до конечной влажности 14%. Необходимо удалить влаги 182,31•0,35/0,65-182,31•0,14/0,86=98,166–29,678=68,488 т/сут.

При 22 ч работы сушилок в сутки за 1 ч работы удаляют влаги 68,488•1000/22=3113,1 кг. Сушку производим в сушильных барабанах. Удельный съем влаги равен 30 кг/м³• ч. Необходимый рабочий объем сушильных барабанов составляет 3113,1/30=103,8 м³. Выбираем стандартные сушильные барабаны диаметром 2 и длиной 12 м завода «Прогресс»: рабочий объем составляет 37,7 м³. Число сушильных барабанов составляет 103,8/37,7=2,75, принимаем с учетом резерва 3.

Очистка цинковых растворов от меди, кадмия и кобальта. Первая стадия очистки. Очистка производится в чанах с механическим перемешиванием. Количество растворов, поступающих на очистку, составляет 3756 м³/сут. Продолжительность очистки равна 1 ч. Объем чана составляет 70 м³, коэффициент заполнения равен 0,85, коэффициент использования оборудования во времени 0,9. Суммарный объем чанов на первой стадии очистки составляет 3756•1/24=156,5 м³. Число чанов 156,5/(70•0,85•0,9)=2,9, принимаем с учетом резерва 4 шт.

Сгущение суспензии после первой стадии очистки. Принимаем удельный съем верхнего слива 20 м³ с 1 м² площади сгущения в сутки. Коэффициент использования оборудования 0,9. Количество растворов считаем 3756-м³/сут (без изменения, с учетом оборотных растворов). Требуемая площадь сгущения 3756/(20•0,9)=208,7 м². Принимаем к установке два сгустителя диаметром 12 м. Суммарная площадь cryщения равна 2• =226 м². Уточненный удельный съем верхнего слива при работе двух сгустителей равен 3756/(226•0,9)=18,5 м³/(м²•сут).

Вторая стадия очистки. Очистка производится также в чанах с механическим перемешиванием:

Количество растворов, поступающих на очистку, м3/сут	3756
Продолжительность, мин	75 (1,25 ч)
Объем чана, м3	70
Коэффициент заполнения	0,85
Коэффициент использования оборудования	0,9

Требуемый суммарный объем чанов на второй стадии очистки равен 3756•1,25/24=195,6 м³. Число чанов с механическим перемешиванием на II стадии очистки равно 195,6/(70•0,85•0,9)=3,7, с учетом резерва принимаем 5 шт.

Фильтрация очищенных от меди и кадмия цинковых растворов на фильтр-прессах. Количество очищенных растворов составляет 3756 м³/сут. Средняя удельная производительность фильтр-пресса по раствору 6 л/(м²•мин). Время использования оборудования 20 ч в сутки (с учетом остановки фильтр-прессов на чистку). Необходимо иметь площадь фильтрации 3756•1000/(6•60•20)=521,7 м². Принимаем к установке стандартные фильтр-прессы с площадью фильтрации 63 м². Число фильтр-прессов равно 521,7/63=8,3, с учетом резерва принимаем 9 фильтр-прессов.