3. Обоснование, выбор и расчёт флотационных машин и реагентного оборудования

Конструкции флотационных машин различаются способами перемешивания и аэрации пульпы. По этим признакам большинство применяемых в настоящее время машин можно классифицировать на механические, пневмомеханические и пневматические.

К преимуществам машин механического типа относятся: возможность работы на грубоизмельчённых рудах, содержащих до 40% и выше класса -0,071 мм; отсутствие воздуходувного хозяйства и насосов для возвращения промпродуктов, установка машин на одном уровне; лёгкий запуск после остановки. Однако сравнительно быстрый износ аэратора в этих машинах и снижение по этой причине количества засасываемого воздуха, а также относительно высокая энергоёмкость привели к тому, что для руд, содержащих 50 - 60% и выше класса -0,071 мм, стали применяться пневмомеханические машины. В этих машинах по сравнению с механическими, существенно возрастает скорость флотации и на 20 - 40% снижается расход электроэнергии. Во многих случаях повышаются технологические показатели. Поэтому в настоящее время в проектах расширяемых и новых обогатительных фабрик, устанавливают пневмомеханические машины. Недостатками этих машин является их забиваемость крупнозернистыми песками, что не позволяет применять пневмомеханические машины при грубом помоле; наличие аппаратов воздухоснабжения; необходимость использования насосов или всасывающих камер механических машин для лучшего прохождения песков по машине; трудность запуска машины после остановки.

Несмотря на указанные преимущества тех или иных конструкций машин, в некоторых случаях целесообразно применять один тип машин во всех операциях.

Большинство новых обогатительных фабрик оснащаются флотационными машинами с камерами большого объёма, так как в этом случае сокращаются капитальные вложения в эксплуатационные расходы.

3.1 Расчёт технологических показателей

Первоначально рассчитывается содержание киновари и повеллита в исходной руде. Расчёт для киновари производится следующим образом:

бHgS = бHg * 100 / вHg, % (16)

Расчёт для повеллита производится аналогично:

бCaMoO4 = бMo * 100 / вMo, % (17)

Далее производится расчёт плотности руды. Плотность руды рассчитывают по данным вещественного состава полезного ископаемого. Для расчёта необходимо задаться содержанием других составляющих руду минералов, в исходной руде. Принимается содержание пирита 10%, пирротина 5%, гипса 20% и породы 63,09%. В соответствии с этими и полученными при анализе минералов, данными, производится расчёт плотности руды:

сРуды = 100 / (бCaMoO4 * сCaMoO4 + бHgS * сHgS + бFeS2 * сFeS2 + бFe1-xS * * сFe1-xS + бCaSO4 * 2H2O * сCaSO4 * 2H2O + бПОРОДЫ * сПОРОДЫ), г/см3 (18)

После расчёта плотности руды определяется объём пульпы, поступающей в акждую операцию флотации, м3/мин:

WП = (G * (R + 1/сРуды)) / 1440, (19)

где G - масса твёрдого, поступающая в операцию флотации, т/сут; R - массовое отношение жидкого к твёрдому в пульпе.

Значения G и R находятся по результатам расчёта водно-шламовой схемы (таблица 2.3).

Число параллельно работающих секций флотационного отделения определяется соотношением объёма пульпы, поступающей в операцию флотации и максимальной производительностью выбранного типоразмера флотокамеры по потоку пульпы:

N = WП / VФМ, шт, (20)

где VФМ - максимальная производительность выбранного типоразмера флотокамеры по потоку пульпы, м3/мин.

Число параллельно работающих секций фабрик средней и большой производительности должно быть не менее двух, так как при одной секции трудно производить ремонт машин и механизмов, не останавливая всю фабрику.

Основная и контрольная флотации обычно осуществляются в однотипных камерах, а пересистные операции в камерах меньшего объёма. Желательно устанавливать во флотационных отделениях не более двух типоразмеров камер.

Далее определяется необходимое количество камер:

n = (WП * t) / (VК * з), шт, (21)

где t - продолжительность флотации, мин; VК - геометрический объём камеры флотомашины, м3; з - коэффициент заполнения камеры, равный отношению полезного объёма камеры к геометрическому (з = 0,65 - 0,8). Продолжительность флотации обычно определяется на основании данных или опытно-промышленных испытаний. При решении вопроса о числе параллельно работающих машин и продолжительности флотации ориентируются на время пребывания пульпы в акмере, которое рекомендуется принимать в пределах 0,5 - 0,8 мин. (для механических и пневмомеханических машин).

Из формулы расчёта необходимого числа камер флотационных машин следует, что чем больше геометрический объём камер, тем меньше их потребуется в операции. В связи с этим сокращается потребная площадь пола, облегчается обслуживание машин, упрощается энергоснабжение и транспорт продуктов обогащения. Однако, максимальный объём камер ограничивается следующими условиями: для получения бедных хвостов суммарное число камер для основной и контрольной флотации должно быть не менее 10 и не более 40 - 50, а в перечистных операциях не менее 1 - 2.

При необходимости длительного перемешивания пульпы с реагентами, её аэрации или кондиционирования перед флотацией устанавливают контактные чаны. Вместимость чана рассчитывается по формуле:

VЧ = (G * (R + 1/R) * t) / 1440, м3 (22)

Продолжительность контакта определяется необходимой длительностью процесса взаимодействия флотационных реагентов с поверхностью минералов. Для угольных пульп она составляет 1 - 4 мин. Для рудных пульп она может изменяться от 1 до 60 мин., но преимущественно находится в пределах 1 - 6 минут.

Иногда на обогатительных фабриках вместо контактных чанов используют первые камеры флотационной машины. В этом случае на этих камерах убираются пеногоны и перекрывается подача воздуха. Расчёт нобходимого количества камер производится аналогично выбору контактного чана.

Результаты расчётов флотомашин приводятся в сводной таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Сводные данные расчёта флотомашин

3.2 Расчёт вспомогательного оборудования

Для точной и равномерной подачи реагентов в процесс флотации, используют питатели реагентов. Конструкция питателей зависит от физических свойств применяемых реагентов, которые чаще подаются в пульпу в жидком виде и редко в твёрдом. Зная расход того или иного реагента в граммах на тонну руды и производительность отделения флотации, определяется объём раствора или эмульсии реагента, подаваемый в каждую операцию схемы в единицу времени. Сводные данные выбора и расчёта питателей флотационных реагентов помещены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Данные выбора и расчёта питателей флотационных реагентов

Литература

1. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики / Под ред. О.С.Богданова - 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Недра, 1984. - 381 с.

2. Полькин С.И., Адамов Э.В. Обогащение руд цветных металлов.- М.: Недра, 1983. - 647 с.

3. Митрофанов С.И., Барский Л.А., Самыгин В.Д. Исследование полезных ископаемых на обогатимость.- М.: Недра, 1974. - 352 с.

4. Барский Л.А., Данильченко Л.М. Обогатимость минеральных комплексов. - М.: Недра, 1977. - 49 - 94 с.

5. Теория и технология флотации руд / Под ред. О.С.Богданова - 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Недра, 1990. - 362 с.

6. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения.- М.: Недра, 1984.-383 с.

7. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик. - М.: Недра, 1982. - 517 с.

8. Справочник по обащению руд. Специальные и вспомогательные процессы. / Под ред. О.С.Богданова - 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Недра, 1983. - 266 - 275 с.

9. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. / Под ред. О.С.Богданова - 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Недра, 1983. - 381 с.

10. Клебанов О.Б. Реагентное хозяйство обогатительных фабрик. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1989. - 222 с.

11. Митрофанов С.И. Селективная флотация.- М.: Недра, 1967, - 406 с.

12. Эйгелес М.А. Основы флотации несульфидных минералов.- М.: Недра, 1964. - 406 с.

13. Хёрлбат К., Клейн К. Минералогия по системе Дэна. Пер. с англ.- М.: Недра, 1982. - 728 с.

14. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотационные методы обогащения. Учебник для вузов 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1981. - 304 с.

Страницы: 1, 2, 3