Расчет качественно-количественной схемы подготовительных операций (дробления и грохочения руды)

1.1. Выбор схемы

При выборе схемы необходимо решить вопрос о числе стадий дробления и необходимости операций предварительного и контрольного грохочения.

Число стадий определяется крупностью исходного и конечного продуктов дробления. Начальная крупность, т.е. максимальный размер кусков руды, поступающей из рудника на обогатительную фабрику D_max, определяется в зависимости от производительности горного цеха и принятой на нем системы горных работ (табл. 3).

Таблица 3

Зависимость максимального размера кусков руды

от характера горных работ

Производительность горного цеха, т/сут	Максимальный размер кусков руды Dmax, мм
	Открытые работы	Подземные работы
Малая, до 300	350-500	250
Средняя, 300-6000	700-1000	400
Большая, 6000-15000	900-1200	600-700
Очень большая, >15000	1200-1300	-

Крупность конечного дробленого продукта d_max, получаемого в цехе дробления – грохочения и поступающего в цех измельчения – классификации, зависит в основном oт производительности обогатительной фабрики. Ввиду того, что операция измельчения является наиболее дорогой в технологической схеме, необходимо получить возможно более мелкий дробленый продукт, стараясь при этом излишне не усложнять схему дробления. По указанным причинам экономически выгодно получать мелкий дробленый продукт лишь при высокой производительности предприятия. При выборе оптимальной крупности дробленого продукта можно руководствоваться данными табл. 4.

Таблица 4

Зависимость оптимального размера кусков руда в питании мельниц от производительности фабрики.

Производительность фабрики, т/сут	< 500	< 2500	< 10000	< 40000
Оптимальная крупность питания мельниц, мм	10 – 15	6 – 12	5 – 10	4 – 8

В практике дробления средних по крепости и крепких руд (коэффициенты крепости по М.М. Протодьяконову 8 – 20) применяют щековые и конусные дробилки крупного дробления и конусные дробилки среднего и мелкого дробления.

Общая степень дробления составит

S_общ = D_max / d_max. (1)

Общая степень дробления всей схемы равна произведению степеней дробления в отдельных стадиях, т. е.

S_общ = S₁*S₂*…*S_n (2)

Оптимальные значения степени дробления для дробилок различного типа при дроблении в одну стадию следующие:

- конусные крупного дробления (ККД) – до 5;

- щековые со сложным качанием щеки (ЩДС) – до 8;

- щековые с простым качанием щеки (ЩДП) – до 5;

- конусные среднего дробления (КСД) без контрольного грохочения – до 6;

- конусные в замкнутом цикле с контрольным грохочением – до 8 – 10;

- конусные мелкого дробления (КМД);

- без контрольного грохочения – до 3 – 5;

- в замкнутом цикле с контрольным грохочением – до 8.

Практика проектирования и эксплуатации ОФ (см. табл. 3 и 4), а также учет технических возможностей современного дробильного оборудования показывают, что одностадиальная схема неосуществима. Наиболее часто принимают двух – трехстадиальные схемы. При этом каждой операции дробления может предшествовать предварительное грохочение. Операции предварительного грохочения применяются для сокращения количества материала, поступающего в дробление и увеличения подвижности материала в рабочей зоне дробилки. Последнее особенно необходимо при дроблении в конусных дробилках среднего в мелкого дробления, склонных к забиванию их рабочей зоны рудной мелочью.

Решение вопроса о необходимости предварительного грохочения осуществляется по данным ситовой характеристики дробимого материала. Предварительное грохочение применяется, когда выход отсеиваемого класса крупности, т. е. продукта, соответствующего по крупности размеру разгрузочного отверстия дробилки, составляет не менее 20 – 28 %.

Операции контрольного грохочения имеют целью возвратить в дробилку крупные куски, размер которых больше ширины разгрузочного отверстия дробилки. Введение в схему дробления контрольного грохочения вызывает необходимость установки большого числа грохотов, конвейеров и питателей, что приводит к увеличению капитальных затрат и усложняет эксплуатацию цеха дробления. Поэтому операция контрольного грохочения применяется только в последней стадии дробления.

После выбора схемы уточняют степень дробления в отдельных стадиях. Если

S₁ = S₂ = S₃, то . (3)

При наличии контрольного грохочения в III стадии степени дробления в I и во II стадиях должны быть меньше, чем среднее значение.

Затем определяется условная максимальная крупность продуктов дробления отдельных стадий, т. е.

D₁ = D_max / S₁; (4)

D₂ = D₁ / S₂; (5)

D₃ = D₂ / S₃, (6)

и ширина разгрузочных отверстий дробилок для каждой стадии:

i₁ = D₁ / z₁; (7)

i₂ = D₂ / z₂; (8)

i₃ = D₃ / z₃, (9)

где i₁, i₂, i₃ – ширина разгрузочных отверстий дробилок по стадиям, мм;

z₁, z₂, z₃ – отношение размера максимального куска дробленой руды к ширине разгрузочного отверстия.

Величины z₁, z₂, z₃ определяются по типовым характеристикам дробленой руды [1] или по данным табл. 5.

Таблица 5

Условная максимальная относительная крупность кусков дробленого продукта ( z )

Категория дробимости (твердости руд)	Дробилки крупного дробления		Конусные дробилки
	Конусные	Щековые	Среднего дробления	Мелкого дробления
Мягкие	1,1	1,3	1,3 – 1,5	1,7 – 2,0
Средней твердости	1,4	1,5	1,8 – 2,0	2,2 – 2,5
твердые	1,6	1,7	2,4 – 2,6	2,7 – 3,0
Примечание: Для замкнутого цикла дробления величину z принимают равной 1,25.

Размеры отверстий грохотов выбираются в пределах между размером куска, получаемого в данной стадии дробления, и размером разгрузочного отверстия дробилки (для предварительного расчета можно принять размеры отверстий грохота, равные размерам максимальных кусков дробленой руды). 1.2. Расчет выхода продуктов

Расчет качественно-количественной схемы заключается в определении выхода продуктов по выбранной схеме.

Вначале определяют эффективность операции грохочения в соответствии с предлагаемым типом грохота. В I стадии обычно устанавливают неподвижные колосниковые грохоты, эффективность (Е) которых принимают равной 0,6 – 0,7, во II и III стадиях устанавливают грохоты с подвижной поверхностью с эффективностью грохочения, равной 0,8 – 0,85.

Количество подрешетного продукта, образующегося при грохочении по крупности d, равно

Q_n = Q*α*E, т/ч, (10)

где Q – количество руды, поступающей на грохочение, т/ч;

α – содержание в руде класса крупности –d, доли единицы;

Е – эффективность грохочения, доли единиц.

Величина α определяется графическим методом по суммарной гранулометрической характеристике.

Выход подрешетного продукта

, % (11)

где Q_n – количество подрешетного продукта, т/ч.

Количество Q_др и выход надрешетного продукта γ_н, поступающего в операцию дробления, составляют соответственно:

Q_др = Q – Q_п, т/ч; (12)

γ_н = 100 - γ_п,%. (13)

Количество и выход продуктов в последней стадии дробления в замкнутом цикле с грохотом определяют с учетом циркулирующей нагрузки.