Расчет объема мельниц I стадии измельчения

Крупность измельчения в I стадии принята 62,5 % класса -0,071 мм, в том числе 52,1 % класса -0,044 мм.

Материал такой крупности может быть получен в шаровой мельнице, работающей в замкнутом цикле с классификатором.

Расчет необходимого объема шаровых мельниц ведется с учетом измельчаемости изучаемой руды и руды Стойленского месторождения, а также промышленного опыта работы горно-обогатительных комбинатов, перерабатывающих железистые кварциты: ЮГОКа, НКГОКа и ИнГОКа.

Средние показатели работы предприятий характеризуются следующими цифрами:

- удельная производительность по руде – 4,67 т/м³ч;

- удельная производительность по классу -0,071 мм – 1,32 т/м³ч;

- содержание класса -0,071 мм в сливе классификатора – 58,6 %.

Мельницы I стадии измельчения на Стойленском комбинате имеют следующие показатели:

- крупность руды – 16,0 мм;

- удельная производительность по руде – 3,29 т/м³ч;

- удельная производительность по классу -0,071 мм – 1,5 т/м³ч;

- удельная производительность по классу -0,044 мм – 1,15 т/м³ч;

- содержание класса -0,071 мм в сливе классификатора – 58,8 %, класса -0,044 мм – 39,6 %.

Первая стадия измельчения руд должна обеспечить при нагрузке 922,5 т/ч и крупности руды 15-0 мм содержание в сливе классификатора класса -0,071 мм – 62,5 %, класса -0,044 мм – 52,1 %.

Расчет необходимого объема мельниц I стадии измельчения ведем по удельной производительности мельниц по руде. Поскольку руды Стойленского месторождения близки по вещественному составу и имеют крупность 16-15 мм, для расчета принимаем удельную производительность мельницы по руде для Стойленского комбината равную 3,26 т/м³ч.

Объем мельницы для I стадии определится:

Принимаем две мельницы объемом по 140 м³.

Удельная производительность мельницы по классу -0,044 мм составит:

Расчет объема мельниц II и III стадии измельчения

Во второй стадии измельчения требуемая крупность материала 95 % класса -0,071 мм, в том числе 82,2 % класса -0,044 мм.

К установке принимаем две мельницы объемом по 140 м³.

Удельная производительность мельницы по классу -0,044 мм составит:

Для получения конечного концентрата с содержанием железа 65,8 % измельчение в конечной стадии должно осуществляться до 98 % класса -0,044 мм.

В этом случае потребуется доизмельчить 224,9 т/ч песков гидроциклона предварительной классификации с 63,8 % класса -0,044мм до 98 % класса -0,044 мм.

Установка мельницы объемом 140 м³при удельной производительности по классу -0,044 мм 0,55 т/м³ч обеспечит получение материала требуемой крупности.

Таким образом, для проектирования принимаем 5 мельниц объемом по 140 м³.

Удельные расходы на измельчение, кг/т руды: футеровочной стали – 0,166; шаров – 1,617.

Данные приняты по средним показателям работы горно-обогатительных предприятий, перерабатывающих кварциты.

0. Выбор и расчет обогатительного оборудования

Мокрые магнитные сепараторы и гидроциклоны рассчитаны с учетом практики работы действующих железорудных комбинатов.

В технологическом процессе в первой и второй стадиях мокрого магнитного обогащения предусматриваются сепараторы ПБМ-150/200П с противоточной ванной. В третьей стадии устанавливаются сепараторы с полупротивоточными ваннами. Это высокоэффективные производительные сепараторы. В зависимости от крупности материала производительность их колеблется в пределах от 60 до 150 т/ч.

Для классификации пульпы по стадиям измельчения рекомендуются гидроциклоны ФУГП «Турбонасос» г. Воронеж. Системы «насос-гидроциклон», разработанные ФУГП «Турбонасос», аналогичные системы фирмы «EngineeringDobersek», успешно работают на ЗФ ОАО «Норильский никель» и ОАО «Стойленский ГОК».

Гидроциклоны Ср 200; Ср 400; Ср 800; Ср 2000; диаметром 480 и 650 мм футерованы износостойкой резиной и специальным материалом на основе полиуретана с наполнителем.

Для классификации магнетитовых пульп на обогатительной фабрике принимаем гидроциклоны диаметром 650 мм.

Размагничивающие аппараты по заказу изготавливает фирма ООО «Сателлит» г. Н. Тагил.

Высокоградиентная мокрая магнитная сепарация немагнитных продуктов обогащения, полученных в слабом поле, производится на роторных сепараторах 4ЭРМ-35/315. Производительность сепаратора 75 т/ч.

Доводка гематитового концентрата осуществляется на пятизаходных винтовых шлюзах диаметром 2000 мм с перечисткой промежуточного продукта.

Дешламация сливов гидроциклонов и сгущение железорудного концентрата производится в магнитных дешламаторах диаметром 9 м.

Производительность дешламаторов принята по результатам ранее выполненных исследований и практики работы действующих горно-обогатительных комбинатов.

Для фильтрования тонкоизмельченного (98 % класса -0,044 мм) материала используются современные дисковые фильтры «Мастер» площадью фильтрации 150 м². Удельная производительность фильтра принята 0,35 т/м²ч по результатам исследований.

В зимнее время концентрат подвергается сушке в барабанных сушилках БН 3,5-27 производительностью 115 т/ч. Сушка концентрата влажностью 10,5 % производится до влажности 2,0 %.

Отвальные хвосты магнитного обогащения обезвоживаются в сгустителе Супафло диаметром 50 м с целью снижения объема перекачиваемых хвостов и организации внутреннего водооборота. Для получения чистого слива применяют флокулянты ПАА с расходом 60 г/т. Удельная производительность сгустителя 5 м³/м²ч.

Перечень выбранного оборудования приведен в таблице 12.2.

Выбранное оборудование соответствует современным требованиям, предъявляемым к технике и технологии переработки железорудного сырья и качеству товарной продукции.

Таблица 12.2 – Выбор и расчет основного технологического оборудования

№ п.п.	Операции технологической схемы	Количество материала, т/ч, м3/ч	Крупность материала, мм	Рекомендуемое оборудование	Допустимая нагрузка, т/ч, м3/ч	Расчетное количество штук
Дробильно-обогатительная фабрика
1	Крупное дробление	1339	1200-0	ЩДП-15х21	900	2
2	Среднее дробление	1339	350-0	КСД-3000Т	800	2
3	Грохочение	1339	80-0	ГСТ-72	41,2 т/м2ч	2
4	Мелкое дробление	2571	80-15	КМД-300Т	645	4
5	Грохочение	2571	40-0	ГСТ-72	39,6 т/м2ч	4
6	Сухая магнитная сепарация	1339	15-0	2ПБС-90/250А	250	6
Обогатительная фабрика
1	Измельчение I стадия	922,5	15-0	МШЦУ-55х65	1,539 т/м3ч по кл. -0,044 мм		2
2	Спиральный классификатор	1845/922,5 по сливу	1,6-0	2КСН-3х17,2	465 т/ч по сливу		2
3	Магнитная сепарация I ст.	922,5	0,2-0	ПБМ-90/250П	115		8
4	Перекачивание концентрата I стадии в гидроциклоны	3702 м3/ч	0,2-0	ПР 1250/31,5	1850 м3/ч		2/2

Окончание таблицы12.2

5	Размагничивание	3702 м3/ч	0,2-0	ООО "Сателлит" г. Н.Тагил
6	Классификация в гидроциклонах	3702 м3/ч	0,2-0	ГЦ-650	460 м3/ч	8/8
7	Измельчение II стадия	609	0,2-0	МШЦ-55х65	0,7 т/м3ч по кл. -0,044 мм	2
8	Дешламация	2948 м3/ч	0,071-0	МД-9	26,0 т/м2ч
9	Магнитная сепарация II ст.	544,1	0,071-0	ПБМ-150/250ПП	100	6
10	Магнитная сепарация II ст.	470,9	0,071-0	ПБМ-150/250ПП	100	6
11	Размагничивание	1101 м3/ч	0,071-1	ООО "Сателлит" г. Н.Тагил	1250 т/м3ч
12	Перекачивание концентрата II стадии в гидроциклоны	1101 м3/ч	0,071-0	ПР 1250/31,5	1250 т/м3ч	1/1
13	Классификация в гидроциклонах	1101 м3/ч	0,071-0	ГЦ-650	300 т/м3ч	4/4
14	Измельчение III стадия	224,9	0,071-0	МШЦ-55х65	0,55 т/м3ч по кл. -0,044 мм	1
15	Перекачивание пульпы в гидроциклоны	1740 м3/ч	0,071-0	ПР 1250/31,5	1800 м3/ч	1/1
16	Классификация в гидроциклонах	1740 м3/ч	0,071-0	ГЦ-650	450 м3/ч	4/4
17	Дешламация	2254 м3/ч	0,044-0	МД-9	19,9 т/м2ч	2
18	Магнитная сепарация III ст.	419,5	0,044-0	ПБМ-150/250ПП	70	6
19	Магнитная сепарация III ст.	396,7	0,044-0	ПБМ-150/250ПП	70	6
20	Высокоградиентная сепарация	451,6	0,2-0	4ЭРМ-35/315	75	6
21	Тонкое грохочение	179	0,2-0	"Деррик"	50	4
22	Высокоградиентная сепарация	137	0,044-0	4ЭРМ-35/315	75	2
23	Гравитационное обогащение	135,8	0,044-0	ШВ-5-2000	5	28
24	Гравитационное обогащение	49,3	0,044-0	ШВ-5-2000	5	10
25	Сгущение концентрата	473,3	0,044-0	МД-9	2,8т/м2	3
26	Фильтрование концентрата	473,3	0,044-0	Дисковый фильтр "Мастер"	0,35т/м2ч	9
27	Сушка концентрата	473,3	0,044-0	БН 3,5х27	115	4
28	Сгущение хвостов	8785 м3/ч	0,071-0	Супафло D=50 м	5 м3/м2ч	1

13. Контроль, опробование и метрологическое обеспечение технологического процесса

Для контроля технологического процесса необходимо предусмотреть взвешивание и опробование исходной руды и конечных концентратов.

Баланс продуктов обогащения и показатели работы каждой смены фабрики определяются по данным опробования технологического процесса, результатам учета переработанного сырья и произведенного железорудного концентрата.

Необходимо предусмотреть автоматический отбор проб исходной руды, железорудного концентрата и отвальных хвостов. В отобранных продуктах определяется массовая доля общего магнетитового железа.

Перечень основных контролируемых параметров и другие требования к опробованию и метрологическому обеспечению технологического процесса приведены в таблице 13.1.

Таблица 13.1 – Метрологическое обеспечение технологического процесса

№ п.п.	Измеряемые параметры технологического процесса	Единица измерения	Рабочий диапазон параметров	Допустимый предел погрешности, % отн.	Периодичность измерения
1	2	3	4	5	6
1. Дробильно-обогатительная фабрика
1.1.	Масса поступающей руды	т/ч	1300-1500	1	непрерывно
1.2.	Влажность руды	%	1-3	5	24 часа
1.3.	Масса произведенного магнитного продукта сухого обогащения	т/ч	1000-1200	1	непрерывно
1.4.	Масса произведенного щебня по классам крупности	т/ч	300-400	1	непрерывно
2. Обогатительная фабрика
2.1.	Масса поступающего материала в мельницу	т/ч	900-950	1	непрерывно
2.2.	Содержание твердого в разгрузке мельницы	%	70-80	2	непрерывно
2.3.	Содержание твердого в питании сепараторов	%	30-35	2	непрерывно
3. Контроль качества исходной руды и товарной продукции
3.1.	Массовая доля железа	%	5-66	2	2 часа
3.2.	Влажность	%	8-12	3	24 часа
3.3.	Контроль качества отгружаемой продукции: Fe; FeO; Fe2O3; Al2O3; SiO2; CaO; MgO; P; S; п.п.п.	%	по допускам на качество концентрата	по нормативам погрешностей опробования	для отправляемой партии

Все операции по отбору, подготовке проб и продуктов обогащения должны быть механизированы. Контроль параметров технологического процесса должен осуществляться с применением средств автоматического контроля.

14. Рекомендации по автоматизации и механизации технологического процесса

Автоматизация технологического процесса должна предусматривать использование следующих автоматических систем регулирования (АСР) и контроля (АСК):

- АСР приемки и складирования руды в бункер и дозировки руды из бункеров;

- АСР процессов измельчения, сухой и мокрой магнитной сепарации в слабом и сильном магнитных полях, классификации, грохочения, обезвоживания;

- АСК работы основного технологического оборудования;

- АСК уровня руды в бункерах и уровня пульпы в зумпфах насосов;

- АСК состава исходной руды и продуктов обогащения;

- автоматизированная система учета энергоресурсов и расхода воды.

Необходимо предусмотреть дистанционный запуск и остановку оборудования всей технологической цепочки.

Рекомендуется создание системы централизованного контроля управления технологическим процессом с использованием компьютеров и средств отображения информации.

Для оперативного управления производством и связи с рабочими местами предусмотреть связь и сигнализацию из диспетчерского пункта.

В проекте дробильной и обогатительной фабрик необходимо предусмотреть:

- максимальное применение узлового и агрегатного методов ремонта основного технологического оборудования с соответствующей механизацией;

- техническую вооруженность персонала средствами механизации тяжелых и трудоемких работ, внедрение специализированных инструментов и приспособлений при производстве ремонтно-восстановительных работ.

Для предупреждения и обнаружения причин отказов или повреждений технологического оборудования и устранения их последствий путем проведения ремонта и технического обслуживания предусмотреть в качестве основной материально-технической базы ремонтной службы ремонтные пункты и при необходимости ремонтно-монтажные площадки.

Ремонт однотипного, негромоздкого, легкосъемного оборудования желательно производить централизованно вне фабрики.

Механизированную уборку и транспортировку просыпи с конвейерного тракта. Механизированный отбор, подготовку и доставку проб продуктов обогащения в отдел технического контроля (ОТК).

15. Требования безопасности труда

Все операции технологического процесса должны отвечать требованиям «Единых правил безопасности при дроблении, сортировке, обогащении полезных ископаемых и окусковании руд и концентратов».

Максимально допустимые концентрации веществ не должны превышать нормы ПДК: по пыли не более 0,5 мг/м³; сернистому ангидриду не более 0,5 мг/м³; оксиду азота не более 0,085 мг/м³; оксиду углерода не более 5 мг/м³.

В проекте выполнить требования: ФЗ от 17.07.99 № 181-ФЗ; ФЗ от 10.01.03 № 7-ФЗ; ФЗ от 24.06.98 № 89-ФЗ; ФЗ от 03.03.95 3 27-ФЗ; Правила ПБ-07-600-03; Правила 03-571-03.

Работа системы аспирации и пылеулавливания должна обеспечивать нормальные условия труда и охрану окружающей среды в соответствии с ГОСТ 12.3-002-75 и ГОСТ 17.0-001-76.

Технологический процесс переработки руды связан с вредными воздействиями на обслуживающий персонал (пыль, пар, шумы и вибрация оборудования).

Для создания нормальных условий труда рекомендуются следующие мероприятия:

- укрытие и герметизация мест пылевыделений с устройством аспирационных и других систем очистки воздуха и воды до санитарных норм;

- смыв полов водой;

- установка оборудования на виброизолирующие основания;

- оборудовать лестницы и площадки согласно норм;

- выполнить ограждения у монтажных и других проемов оборудования;

установить заземление, молниезащитные устройства, концевые выключатели, аварийное включение, свето- и звуковую сигнализацию и блокировку в технологической схеме цепи аппаратов.

По промсанитарии:

- рациональное размещение оборудования и изоляция оборудования с повышенным выделением пыли и шумообразованием;

- создание санитарных разрывов и защитных зон;

- устройство аспирационных систем, приточно-вытяжной вентиляции и отопления;

- устройство душевых, комнат отдыха и медпункта.

По пожарной защите:

- огнестойкость зданий и сооружений в соответствии с требованиями СНиП;

- создание автоматизированных средства пожаротушения и сигнализации;

- создание пожарного водопровода;

- создание запасных выходов.

16. Экологическая оценка технологического процесса

В технологии переработки гематито-магнетитовых руд на дробильной и обогатительной фабриках используется экологически чистый способ обогащения – сухая и мокрая магнитная сепарация в слабом и сильном магнитных полях и гравитация.

Процесс переработки рудного сырья не связан с вредными выбросами в атмосферу и применением химических реагентов.

Из 10 000 тыс. т перерабатываемого рудного сырья в год реализуется в качестве товарной продукции 3861,7 тыс. т железорудного концентрата (сухая масса). Производится 2273,2 тыс. т в год щебня.

В хвостохранилище в год складируется 3665,1 тыс. т хвостов.

В технологическом процессе применяют сухие и мокрые способы переработки сырья, поэтому для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда и охраны окружающей среды в соответствии с ГОСТ 12.3-002-75 и ГОСТ 17.0-001-76, а также СН-245-11 необходимо:

- обеспечить корпус обогащения эффективными системами вытяжной вентиляции;

- обеспечить максимальную герметизацию оборудования;

- обеспечить ежедневную уборку помещений.

Особенно следует обратить внимание на установку аспирационных систем на участках:

- перегрузки руды с конвейера на конвейер;

- загрузки руды в дробилки, мельницы, сушку.

В технологии мокрого измельчения, мокрой магнитной сепарации железный концентрат обезвоживается, отходы обогащения перекачиваются в хвостохранилище, а осветленная вода возвращается на фабрику и используется в технологическом процессе в качестве оборотной воды.

Заключение

1. Технологический регламент разработан на основании результатов лабораторных исследований и укрупненных испытаний.

2. Переработка руды на дробильно-обогатительной фабрике предусматривает производство 7526,8 тыс. т магнитного продукта сухого обогащения в год с содержанием железа 40,0 %. Извлечение железа в магнитный продукт 92,52 %.

3. При обогащении продукта сухой магнитной сепарации по технологии трехстадиального измельчения и мокрой магнитной сепарации в слабом и сильном магнитных полях выделяется 39,4 % железорудного концентрата с содержанием железа 65,22 %. Извлечение железа в концентрат 77,4 %.

4. Сделан расчет и выбор современного технологического оборудования.

5. В технологическом регламенте даны рекомендации по метрологическому обеспечению, автоматизации и механизации, а также дана экологическая оценка технологического процесса.

6. Технологический регламент может быть использован для выполнения проекта рудоподготовительных фабрик для переработки магентито-гематитовых руд.

В конце технологического регламента приводится список использованных источников.