4. Выбор и расчет схем

4.1. Выбор схем дробления

Схемы дробления включают операции дробления и грохоче­ния. Они отличаются друг от друга количеством стадий дробления и на­личием или отсутствием в стадиях операций предварительного или поверочного грохочения.

Количество стадий дробления в схеме может быть одна, две, три и более. Стадии дробления имеют разновидности, приведенные на рис. 4.1. Обозначения А', А, Б, В, Г приняты как традиционные для обозначения схем.

Операции предварительного грохочения применяются для сокращения количества материала, поступающего на дробление, и увеличения подвижности материала в рабочей зоне дробилки. По­следнее играет большую роль при дроблении в конусных дробилках среднего и мелкого дробления, подверженных забиванию рудной ме­лочью.

Введение в схему операции предварительного грохочения целе­сообразно при достаточно высоком количестве отсеиваемого класса крупности в исходном материале, а также при высокой влажности этого класса, приводящей к существенному понижению производи­тельности дробилки.

В первой стадии дробления при больших размерах выпускной щели дробилки мелкая руда свободно проходит через дробилку и предварительное грохочение имеет значение только для сокращения количества материала, поступающего в дробилку. Предварительное грохочение в первой стадии предусматривается тогда, когда отказ от него приводит к установке двух дробилок, вместо одной. Во второй стадии дробления предварительное грохочение предусматривается в большинстве случаев, отказ от него должен обосновываться. В третьей стадии дробления при ма­лых выходных щелях дробилки (6 – 7 мм) предварительное грохочение должно применяться во всех случаях. Отказ от него обосновывается.

Рис. 4.1. Разновидности стадий дробления

Операции поверочного грохочения имеют целью возвратить в дробилку крупные классы и обеспечить заданную крупность дробле­ного продукта. Они применяются, главным образом, в последних стадиях дробления.

Число стадий дробления определяется начальной и конечной крупностью дробимого материала. Максимальная крупность исход­ной руды зависит от способа добычи руды и определяется проектом горной части. При открытых горных работах в зависимости от производительности горно-добывающего предприятия крупность руды находится в пределах от 500 до 1200 мм, при подземных горных работах – в пределах от 250 до 700 мм. Конечная крупность дробленого продукта определяется требованиями последующих процессов переработки или использования дробленого материала. Так на дробильно-сортировочных фабриках при дроблении в качестве товарной продукции получают щебень, например крупностью – 70 + 40 мм, – 40 + 20 мм, – 20 + 10 мм. При подготовке руды к измельчению оптимальная крупность дробленой руды составляет для стержневых мельниц минус 15 – 25 мм, для шаровых мельниц – минус 10 – 15 мм.

При заданных размерах максимальных кусков в руде и в дробленом продукте пределы общей степени дробления

; (4.1)

, (4.2)

где i_max, i_min – общая степень дробления;

D_max, D_min – соответственно, максимальный и минимальный

размер кусков в исходной руде, мм;

d_max, d_min – соответственно, максимальный и минимальный

размер кусков в дробленом продукте, мм.

Общая степень дробления равна произведению степеней дробления в отдельных стадиях. Степени дробления для различных дробилок составляют:

- дробилки крупного дробления – до 5;

- конусные дробилки для среднего дробления при работе без поверочного грохочения – до 6;

- конусные дробилки мелкого дробления при работе без поверочного грохочения – до 3 – 5;

- конусные дробилки среднего и мелкого дробления при работе в замкнутом цикле с поверочным грохочением – до 8.

Минимальная степень дробления (i = 12,5) может быть достигнута за две стадии дробления в указанных выше дробилках, а максимальная (i = 120) – за три стадии.

Примеры схем дробления приведены на рис. 4.2, где операции грохочения обозначаются полочкой, из которой выходят два продукта, а операции дробления – полочкой, из которой выходит один продукт.

Двухстадиальная схема ГБ применяется для дробления исходной руды крупностью менее 300 – 400 мм и обеспечивает дробление до крупности мельче 25 – 30 мм. Трехстадиальная схема ГББ применяется для дробления более крупной руды до 1200 мм с получением дробленого продукта крупностью мельче 25 – 30 мм. В случае обоснования необходимости предварительного грохочения в первой стадии применяются схемы ББ и БББ.

Рис. 4.2. Разновидности схем дробления

Использование конусных дробилок мелкого дробления последних модификаций позволяет получать крупность дробленого продукта минус 14 мм при использовании открытого цикла по схемам ГБ, ГББ, ББ, БББ, ГГББ, БББ'.

Схемы с замкнутым циклом в последней стадии (БА, ББА, ББА') применяются для получения продукта крупностью менее 10 – 20 мм, соответственно, двухстадиальные для мелкого исходного продукта, а трехстадиальные – для крупного. Схема ББА' отличается тем, что в третьей стадии разделены операции предварительного и поверочного грохочения. Кроме того, перед второй так же, как и перед третьей стадией дробления, выводится материал крупности, соответствующей готовому продукту. Для этого перед второй стадией дробления применяется двухситный грохот.

Четырехстадиальная схема ГГББ применяется на обогатительных фабриках большой производительности, перерабатывающих крепкие руды (например, магнетитовые кварциты), дающие при дроблении куски плоской формы.

Схема БББ' применяется в случае, когда нижний продукт операции грохочения второй стадии дробления близок по своей крупности к дробленому конечному продукту. Такая схема может применяться для дробления влажных продуктов.

Если в мелких классах концентрируются первичные рудные шламы и растворимые соли, то может оказаться целесообразнее обработка мелочи, выделенной после первой стадии дробления, в отдельном цикле.

Для влажных глинистых руд, которые забивают дробилки среднего и мелкого дробления и грохоты, применяются схемы с промывкой руды на грохоте. Пример трехстадиальной схемы дробления с промывкой руды приведен на рис. 4.3. Отмытая на грохотах мелочь обезвоживается в спиральном классификаторе и присоединяется к мелкодробленой руде, а слив классификатора сгущается с получением слива (оборотной воды) и сгущенного продукта. Для промывки руды в схемах могут применяться скрубберы или бутары.

В зарубежной практике известны примеры, когда при дроблении влажной и заснеженной руды в качестве меры борьбы против смерзания мелкодробленой руды в бункерах применяется подсушка мелкой части рудного потока. В отдельных случаях может быть эффективной (при дроблении глинистых, влажных руд, руд с заснеженной мелочью) схема с выделением мелочи на грохотах после первой стадии дробления и подачей ее непосредственно на измельчение или в отдельный цикл переработки.

В случае подготовки руды к самоизмельчению или полусамоизмельчению выбор схемы дробления зависит от требуемой для этих процессов крупности. Схема дробления при подготовке руды к рудному самоизмельчению и полусамоизмельчению включает обычно одну стадию дробления до крупности минус 250 – 300 мм.

При подземной добыче руды, когда крупность ее не превышает 400 – 450 мм, возможны варианты подачи руды непосредственно в мельницы самоизмельчения без дробления.

При подготовке руды к грубому рудногалечному измельчению в схеме дробления дробящая среда выделяется из продуктов дробления в зависимости от требуемой ее крупности после первой или второй стадии дробления.