Обогащение полезных ископаемых. Учебно-методические указания

№ 3835 М И Н И С Т Е РС Т В О Н АУ К И И В ЫС Ш Е ГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Учебно-методические указания

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

Москва 2019

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, максимальное извлечение всех ценных компонентов из руд и нерудного сырья являются главными задачами теории и практики обогащения полезных ископаемых. Современные методы обогащения полезных ископаемых являются основой технологий их комплексной переработки, что также позволяет эффективно решать экологические проблемы горного производства, касающиеся переработки и использования вскрышных пород, накопившихся отходов, вторичного сырья, кондиционирования оборотных, очистку сточных вод и др.

Для успешного решения задач, стоящих перед горной промышленностью, будущие горные инженеры наряду с глубокими знаниями по профильным дисциплинам специальности должны получить необходимый объем знаний, умений и навыков по переработке и обогащению добытых полезных ископаемых, повышению качества продуктов обогащения.

Целью настоящих учебно-методических указаний является ознакомление студентов с основными технологическими процессами и оборудованием для переработки и обогащения полезных ископаемых, а также методиками выбора и расчета технологических схем обогащения и основного технологического оборудования.

Выполнение домашних заданий, решение типовых задач и тестовых заданий, приведенных в учебно-методических указаниях, необходимо студентам для лучшего освоения полученных теоретических знаний, а также для приобретения необходимых навыков в применении теории к решению практических задач в области обогащения и переработки полезных ископаемых.

4

1.ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ

1.1.Выбор и расчет схемы рудоподготовки

Исходные данные и задание:

1.Выбрать и рассчитать схему дробления руды, оборудование для дробления руды.

2.Выбрать и рассчитать схему измельчения руды, оборудование для измельчения руды.

Вариант с исходными данными выдается каждому студенту

всоответствии с табл. 1.1.

5

Требования к оформлению домашнего задания:

Домашнее задание оформляется в печатном виде на листах белой бумаги формата А4. Поля: верхнее – 2 см, нижнее – 2 см, левое – 2 см, правое – 1 см.

Шрифт: Times New Roman Cyr 12 пт.

Абзац – 1,25 см, межстрочный интервал – 1,5.

Структура домашнего задания:

1.Титульный лист.

2.Исходные данные.

3.Содержание.

6

Пример оформленного содержания: 1. Дробление

1.1.Выбор и расчет схемы дробления

1.2.Выбор и расчет дробилок

2. Измельчение

2.1.Выбор и расчет схемы измельчения

2.2.Выбор и расчет мельниц

Выводы Список использованных источников

Рекомендации по выбору и расчету схемы дробления

Схема рудоподготовки включает операции дробления и грохочения, измельчения и классификации. Схема выбирается на основе анализа физических и физико-механических свойств полезного ископаемого, технических характеристик основного технологического оборудования, результатов исследования руд на обогатимость, опыта обогащения аналогичного полезного ископаемого на обогатительных фабриках. При выборе схемы рудоподготовки также необходимо учитывать климатические условия, способ разработки месторождения полезного ископаемого и проведения буровзрывных работ, способ доставки полезного ископаемого на обогатительную фабрику и ее производительность. Так, при дроблении влажных и глинистых руд необходимо предусмотреть операции промывки, дезинтеграции и обесшламливания.

Исходными данными для выбора схемы дробления являются производительность по перерабатываемому полезному ископаемому, максимальная крупность куска, поступающего на дробление, и максимальная крупность куска дробленого продукта.

Рассчитывают часовую производительность главного корпуса, т/ч:

Q

Qч = t kгk , (1.1)

к в н

где Qг – годовая производительность обогатительной фабрики по руде, т/год; tк – календарное время, ч (например, tк = 365 дн ∙ 24 ч = 8760 ч); kв – коэффициент использования оборудования (kв = 0,8…0,94); kн – коэффициент, учитывающий не-

7

равномерность свойств полезного ископаемого, влияющего на производительность оборудования (kн = 0,9…1).

Расчет объемной производительности проводят следующим образом, м3/ч:

Q

Qоб = ρч , (1.2)

т

где ρт – насыпная плотность полезного ископаемого (твердого), зависящая от физико-механических свойств горных пород (ρт = 1,6…2,4 т/м3).

Схемы дробления полезного ископаемого могут быть, одно, двух, трех и реже с большим числом стадий (4–5) – многостадиальными.

Выбор схемы дробления заключается в определении количества стадий дробления, необходимости операций предварительного и поверочного грохочения. Количество стадий дробления зависит от крупности максимального куска полезного ископаемого, поступающего на дробление, и крупности дробленого продукта, поступающего на измельчение. Крупность максимального куска полезного ископаемого может достигать при открытом способе разработке месторождения 700…1200 мм, при подземном способе – 300…500 мм. После дробления полезного ископаемого крупность максимального куска в дробленом продукте, направляемом на измельчение в шаровых мельницах 10…15 мм, в стержневых 15…25 мм, а в мельницах самоизмельчения 200…350 мм. При измельчении полезного ископаемого в стержневых и шаровых мельницах его дробление проводят в 2 или 3 стадии и только крепкие и весьма крепкие полезные ископаемые в 4–5 стадий. При использовании мельниц само- и полусамоизмельчения проводят только операцию крупного дробления.

Число стадий дробления определяют, рассчитывая общую степень дробления:

где Dmax – крупность максимального куска полезного ископаемого, поступающего на дробление; dmax – крупность максимального куска полезного ископаемого после дробления.

8

Далее рассчитывают среднюю степень дробления:

где n – количество стадий дробления. Как правило, n = 2 или 3 и лишь для весьма крепких полезных ископаемых n = 4.

Задаются степенью дробления в каждой стадии дробления:

–SI < Sср;

–SII ≈ Sср;

–SIII > Sср,

где SI, SII и SIII – степень дробления в первой, второй и третьей стадии дробления.

Ориентировочные значения степени дробления в стадиях дробления находятся в пределах: SI = 3…5; SII = 3…6; SIII = 4…8.

Рассчитывают условную максимальную крупность продуктов дробления:

– после I стадии

Рассчитывают ширину разгрузочной щели дробилок в каждой стадии дробления:

ii = dzi , (1.8)

i

где di – условная максимальная крупность после каждой стадии дробления; zi – закрупнение в каждой стадии дробления

9

(для руд средней крепости z1 = 1,5 для крупного дробления; z2 = 2 для среднего дробления; z3 =2,5 для мелкого дробления).

Обоснование необходимости операций предварительного и поверочного грохочения

Предварительное грохочение обеспечивает реализацию основного принципа дробления: «Не дроби ничего лишнего». При этом снижается количество полезного ископаемого, поступающего в операцию дробления за счет выделения готового продукта, крупность которого меньше разгрузочной щели дробилки, и возрастает пропускная способность дробилки. Однако применение операции предварительного грохочения приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат, поэтому его следует применять при высоком содержании отсеиваемого класса крупности в полезном ископаемом, направляемом на дробление, или

вслучае повышенной влажности полезного ископаемого.

Впервой стадии дробления предварительное грохочение применяется редко и требует технико-экономического обоснования. Например, предварительное грохочение в стадии крупного дробления возможно, если оно позволяет вместо двух дробилок установить одну, что значительно снижает капитальные и эксплуатационные затраты.

Во второй и третьей стадии дробления предварительное грохочение обязательно.

Впоследней стадии дробления необходимо использовать и предварительное, и поверочное грохочение. Введение поверочного грохочения реализует второй принцип дробления: «Дроби мельче, измельчай меньше», что означает возврат неготового по крупности продукта в операцию дробления.

Необходимо стремиться, чтобы крупность дробленого продукта, направляемого на измельчение, находилась в пределах 10…15 мм, так как измельчение – самый энергоемкий и металлоемкий процесс рудоподготовки.

Для выбора и расчета схем дробления, основного технологического оборудования (дробилки, грохоты) необходимо иметь информацию о гранулометрическом составе исходного полезного

ископаемого, а также продуктов его дробления. Если отсутствуют данные о гранулометрическом составе, то характеристику крупности полезного ископаемого принимают прямолинейной.

10