Обогащение полезных ископаемых. Учебно-методические указания

На рис. 1.1 представлены суммарные характеристики крупности на примере руды средней крепости.

Рис. 1.1. Суммарные характеристики крупности по плюсу

В фабричных условиях форма гранулометрической характеристики исходной руды может быть не только линейной, а выпуклой или вогнутой; она зависит от физико-механиче- ских свойств самого материала и способа производства горных работ. Форма характеристик крупности продуктов дробления после первой, второй и последующих стадий дробления в большей степени отличается от линейной, так как зависит еще и от конструкций используемого дробильного оборудования, наличия или отсутствия предварительного грохочения и от того, какой цикл дробления реализован – замкнутый или открытый. Для упрощения расчетов в данном задании следует принять их линейными и построить по подобию характеристики, изображенной на рис. 1.1, отложив на горизонтальной оси максимальную крупность по стадиям, полученную по формулам (1.5)–(1.7).

11

На рис. 1.2 представлены варианты одностадиальных схем дробления.

Рис. 1.2. Одностадиальные схемы дробления:

а – открытый цикл; б – с операцией предварительного грохочения; в – замкнутый цикл дробления с совмещенной операцией предварительного и поверочного грохочения

Рис. 1.3. Двухстадиальные схемы дробления полезных ископаемых

12

Одностадиальные схемы применяют при дроблении углей (рис. 1.2, б), неметаллических полезных ископаемых и руд, содержащих хрупкий или мягкий ценный компонент, которые затем поступают на самоизмельчение (рис. 1.2, а); для богатых руд и флюсов (рис. 1.2, в).

На рис. 1.3 представлены две двухстадиальные схемы дробления, которые применяют при дроблении средних по прочности и крепости горных пород подземной добычи (а) и неметаллических полезных ископаемых (б).

На рис. 1.4 представлен пример типовой трехстадиальной схемы дробления полезного ископаемого для руды средней крепости Dmax = 1000 мм, dmax = 15 мм.

Полезное ископаемое

1

ДI

2

Грохочение 1

ДII

5

6

10

Грохочение 1

ДIII

9

Дробленый продукт

Рис. 1.4. Принципиальная схема дробления полезного ископаемого с замкнутым циклом в третьей стадии

13

Расчет схемы дробления

1. Рассчитывают выходы продуктов дробления и грохочения, %:

–принимают γ1 = γ2 = 100 %;

–выход подрешетного продукта рассчитывают по формуле

в зависимости от стадии дробления: в стадии крупного дробления Eк = 0,6…0,7, в стадии среднего дробления Eср = 0,8, а в стадии мелкого дробления Eм = 0,85. В стадии крупного дробления для предварительного грохочения руды используют неподвижные колосниковые грохоты; в стадиях среднего и мелкого дробления для предварительного и поверочного грохочения руд применяют в основном механические грохоты – грохоты инерционные тяжелого типа (ГИТ) или грохоты инерционные самобалансные (ГИСТ).

Выход надрешетного продукта находят из уравнения матери-

Третья стадия дробления в схеме, представленной на рис. 1.4, осуществляется в замкнутом цикле, т.е. происходит возврат части дробленого продукта крупностью +а2 (циркуляция) из операции грохочения (надрешетный продукт) снова в операцию дробления. Циркулирующую нагрузку в третьей стадии дробления рассчитывают, используя практические данные о гранулометри-

14

ческом составе руды после мелкого дробления на действующей обогатительной фабрике. В случае отсутствия характеристик крупности мелкодробленой руды, для ориентировочных расчетов можно принять C = 30…70 %.

2.Рассчитывают производительность в операциях дробления

игрохочения и выходы продуктов, т/ч, м3/ч:

где γi – выход продукта дробления или грохочения.

Выбор и расчет оборудования для дробления

Для дробления полезных ископаемых используют дробилки различных конструкций. В первой стадии дробления применяют конусные и щековые дробилки. На фабриках небольшой производительсности устанавливают щековые дробилки. Конусные дробилки крупного дробления применяют на фабриках большой производительности. Во второй и третьей стадии дробления устанавливают конусные дробилки среднего и мелкого дробления, так как они обеспечивают получение равномерного по крупности дробленого продукта при высокой производительности.

Для крупного дробления следует выбирать одну дробилку, и только при большой производительности – две. Как правило, если по расчету необходимо установить две щековые дробилки, то устанавливают одну конусную. Для среднего и мелкого дробления крепких руд и руд средней крепости устанавливают конусные дробилки среднего и мелкого дробления.

Технические характеристики некоторых дробилок приведены в табл. 1.2–1.5.

Количество дробилок в каждой стадии дробления рассчитывают по следующей формуле:

где Qд – производительность дробилки по каталогу, м3/ч; kз – коэффициент загрузки дробилки (kз = 0,7…0,85). Результат округляют в большую сторону.

15

*Технические характеристики взяты из книги Андреев С.Е., Перов В.А., Зверевич В.В. Дробление, измельчение

игрохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1980. 415 с.

** ПАО «Уралмашзавод».

17

* При дроблении сухих материалов с временным сопротивлением сжатию 100…150 МПа и подготовленном надлежащим образом питании (по содержанию мелочи, глины и т.д.).

Таблица 1.5

Технические характеристики дробилок мелкого дробления производства ОМЗ*

Рекомендации по выбору и расчету схемы измельчения

Схемы измельчения могут быть одно-, двух-, трех- и многостадиальными. Одностадиальные схемы измельчения применяют редко, когда необходимо получить относительно крупный продукт (d > 0,2…0,3 мм) или при переработке мономинеральной руды с равномерной вкрапленностью. В зависимости от наличия операций классификации и места направления ее продуктов схемы измельчения могут быть с открытым и замкнутым циклом.

Одностадиальные схемы измельчения применяют при крупности измельчения 35…60 % класса –0,074 мм. Двухстадиальные схемы измельчения применяют при обогащении тонковкрапленных руд, если необходимая крупность измельчения составляет 70…85 % класса –0,074 мм. При необходимости измельчения руд до крупности 90…100 % класса –0,074 мм, руд с тонкой и неравномерной вкрапленностью и руд, склонных к ошламованию, применяют трехстадиальные схемы измельчения.

Измельчение в открытом цикле применяют, как правило, в первой стадии двухстадиальных схем измельчения, когда получают грубозернистый продукт измельчения, при этом крупность его не контролируется (рис. 1.5, а). Как правило, в первой стадии устанавливают стержневые мельницы. Объем шаровых мельниц второй стадии при этом в 1,5…2 раза больше объема мельниц первой стадии.

Предварительная классификация полезного ископаемого в первой стадии измельчения применяется редко, так как ее использование обосновано при содержании расчетного класса крупности более 15 % или при высоком содержании шламов. Во второй и последующих стадиях измельчения предварительная классификация обязательна. Операция предварительной классификации позволяет повысить производительность мельницы по руде и снизить ее ошламование.

Операция поверочной классификации позволяет осуществить контроль крупности измельченной руды, поэтому ее используют в каждой стадии измельчения. Для классификации применяют механические спиральные классификаторы (на фабриках не-

20