Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет» 
 
 

Кафедра обогащения полезных ископаемых 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

По курсу:

«Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых» 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                  Выполнил:                                                                             студент гр. ОП-071                                                                      Горбунков А. И.

                                                                         Руководитель:

Шутов С. О.                                                            
 
 
 
 
 
 
 
 

Кемерово 2010 г.

Содержание

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 

      Все методы гравитационного обогащения обеспечивают, в основном, более  низкие эксплуатационные расходы на 1 т продукции, чем флотация, и  обычно требуют меньшей установочной мощности. В гравитационном обогащении не используют дорогие реагенты, стоимость  которых непрерывно растет. За исключением утилизации шламов (что является общим с флотацией), ущерб, наносимый окружающей среде сточными водами гравитационной фабрики, значительно ниже, чем сточными водами флотационной фабрики, из-за присутствия в последних органических реагентов и продуктов их реакций.

      Современные изменения в области гравитационного  обогащения относятся к созданию высокопроизводительного, высокоэффективного, но недорогого оборудования, позволяющего получать высокие технологические показатели.

      Гравитационное  обогащение полезных ископаемых остается одним из наиболее важных способов разделения минералов по плотности и крупности в какой-либо среде.

      Целью курсового проекта, выполняемого по дисциплине «Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых», является прогнозирование технологических показателей подготовительных, основных и вспомогательных операций первичной переработки каменных углей (в зависимости от квалификации студента можно с применением вычислительной техники).

        Задачи курсового проекта

      1. Определить количественный состав  угольной шихты, состоящей из  двух пластов.

      2. Рассчитать подготовительные операции  первичной переработки каменных  углей.

      3. Для планируемой зольности суммарного  гравитационного концентрата класса 0,5-100 мм с использованием теоремы Рейнгардта определить плотности разделения и технологические показатели обогащения крупного класса 13-100 мм в тяжелых средах и мелкого 0,5-13 мм – в отсадочных машинах.

      4. Составить предварительный практический  баланс обезвоженных продуктов  обогащения и шламов.  

      2. РАСЧЕТ СХЕМ ГРАВИТАЦИОННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КОКСУЮЩИХСЯ УГЛЕЙ 

      2.8. Построение кривых  обогатимости 

Таблица 2.11

Данные  для построения кривых обогатимости класса 13-100 мм

      Аналогично  заполняется табл. 2.12.

Таблица 2.12

Данные  для построения кривых обогатимости класса 0,5-13 мм

      По  данным табл. 2.11, 2.12 и 2.13 согласно ГОСТу 4790-80 строим кривые обогатимости для машинных классов (рис. 4.1, 4.2 и 4.3)^*.  

Таблица 2.13

Данные  для построения кривых обогатимости класса 0,5-100 мм 

      Кривую  всплывших фракций b , показывающую зависимость между выходом всплывших фракций и их зольностью, строим по данным граф 4, 5 табл. 2.11, 2.12 и 2.13. На оси ординат откладываем сверху вниз суммарные выходы всплывших фракций (графа 4), из полученных точек проводим параллельно оси абсцисс линии выходов фракций (демаркационные линии). На этих линиях откладываем последовательно суммарную зольность всплывших фракций (графа 5). Полученные точки соединяем плавной кривой.

      Кривую  потонувших фракций q, показывающую зависимость между выходом потонувших фракций и их зольностью, строим по данным граф 6 и 7. На оси ординат (правой) откладываем снизу вверх суммарные выходы потонувших фракций (графа 6). На линиях выходов фракций откладываем последовательно суммарную зольность потонувших фракций (графа 7). Полученные точки соединяем плавной кривой.

      Для построения кривой элементарных фракций l, показывающей зависимость между выходом всплывших фракций и зольностью элементарных слоев, на линиях выходов соответствующих фракций откладывают последовательно зольности отдельных фракций (графа 3) и из полученных точек проводят в пределах каждой фракции линии, параллельные оси ординат. Через середины этих линий проводят плавную кривую так, чтобы площади треугольников, отсекаемых кривой в пределах каждой фракции, были равны между собой.

      Конечная  и начальная точки кривой должны лежать на прямой, проведенной параллельно оси ординат через точку суммарной зольности исходной пробы.

      Начальные точки кривой b  и элементарной кривой l и конечные точки элементарной кривой l и кривой q должны совпадать. Их находят графически, соблюдая равенство площадей треугольников, отсекаемых отрезками элементарной кривой l в пределах фракции менее 1,3 и более 1,8 г/см³.

      Кривую  плотностей r, показывающую зависимость между выходом всплывших фракций и их граничной максимальной плотностью, строят по данным граф 1 и 4. На линиях, проведенных параллельно оси абсцисс, по данным графы 4 откладывают последовательно граничные (большие) плотности фракций (графа 1). Полученные точки соединяют плавной кривой. 

      2.9. Составление теоретического  баланса продуктов 

      обогащения

      Теоретический баланс продуктов обогащения предназначен для определения теоретически возможных качественно-количественных показателей результатов обогащения и расчета качественно-количественной схемы обогащения.

      Теоретический баланс продуктов обогащения составляют графическим способом по кривым обогатимости машинных классов по заданной общей зольности концентрата и зольности породы отдельных классов.

      Порядок составления теоретического баланса  продуктов обогащения: задаются средней зольностью суммарного концентрата. По кривым обогатимости находят выход и зольность концентрата по классам. Для получения оптимальных показателей при раздельном обогащении углей используют теорему максимального выхода концентрата; по кривым обогатимости машинных классов определяют выход породы по принятой зольности породы для каждого класса, выход и зольность промпродукта (по формулам баланса); составляют таблицы теоретического баланса для каждого класса; составляют общую таблицу теоретического баланса продуктов обогащения.

      Теорема максимального выхода концентрата (теорема  Рейнгардта): Если при раздельном обогащении нескольких углей требуется получить суммарный концентрат с заданной зольностью, то максимальный суммарный выход концентрата с общей заданной зольностью будет получен при одинаковой средней зольности элементарных слоев разделения.

      Задаемся  зольностью суммарного концентрата  класса  0,4-200 мм. Откладываем на оси абсцисс (рис. 2.1) значение зольности суммарного концентрата (в данном случае зольность принимаем равной 9 %) и восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой b. Через точку пересечения проводим горизонталь, пересекающую ось ординат и кривую l. Получаем отрезок [a, b], характеризующий зольность элементарной фракции.

Теоретический баланс продуктов  обогащения  класса 13-100 мм

      Откладываем на оси абсцисс (рис. 2.2) величину отрезка  [a, b] и восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой l. Через точку пересечения проводим горизонталь, пересекающую ось ординат и кривые q и b. Находим выход и зольность концентрата g_k = 17,9 %,     A^d_k = 8,7 %    при плотности разделения r_к = 1,50 г/см³.

      Аналогично  составляется теоретический баланс продуктов обогащения для других машинных классов.

      Полученные  данные заносим в табл. 2.14 

Рис. 4. Схема  переработки углей 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2.14

Теоретический баланс продуктов гравитационного  обогащения

      2.10. Расчет подготовительных  операций 

      Подготовительные  операции состоят из предварительного грохочения по крупности 200 мм.

      Выход надрешетного продукта предварительного грохочения определяем по формуле

g₂ = g₊₂₀₀ +(1- h₁) × g_{0 -200},                                 (2.12)

где g₊₂₀₀  = 6,6 %; g_{0 -100} = 100 - 6,6 = 93,4 %; h₁ - КПД грохота с отверстиями 200 мм (принимается равным 100 %).

g₂ = 6,6 + (1 -  1)× 93,4 = 6,6 %.

A^d₅=79,0 %.

      Выход и зольность класса 0-200 мм

g₃ = g₁ - g₂ = 100 – 6,6 = 93,4%,    

A^d₃= A^d_0-200 = 52,1 %.

Подготовительное  грохочение

      Находим выход и зольность класса 25-200 мм с учетом КПД грохочения h₂ = 0,95.

g₄ = g_25-200 + (1-h₂) × g_{0 -25};                                (2.13)

g_0-25 = 70,8 %;

A^d_0-25 = 50,2%,

g₄ = 22,8 + (1- 0,95) ×  70,8 = 26,24 %,

A^d₄=(22,8× 57,8+(1- 0,95)× 70,8× 50,2) / 26,34 = 56,8 %,

      Выход и зольность класса 0-25 мм

g₅ = g_0-25 × h₂ = 70,8× 0,95 = 67,16 %;

A^d₅ = 50,2 %.

      Проверочный расчет

g₃ = g₄ + g₅ = 26,24 + 67,16 = 93,4 %;

A^d₃ =  (26,24× 56,8 + 67,16× 50,2)/ 93,4 = 52,05 %.

      Определяем часовую производительность продуктов:

      Q₁⁷⁰=70т/ч; Q₁²⁰⁰=200т/ч; Q₁⁴⁰⁰=400т/ч;

      Q₂⁷⁰=4,62т/ч; Q₂²⁰⁰=13,2т/ч; Q₂⁴⁰⁰=26,4т/ч;

      Q₃⁷⁰=65,38т/ч; Q₃²⁰⁰=186,8т/ч; Q₃⁴⁰⁰=373,6т/ч.

      2.10. Расчет подготовительного грохочения на машинные классы

      Определяется  выход и зольность надрешетного продукта с учетом эффективности  подготовительной классификации:

g₄ = g_25-200 + (1-h₂) × g_{0 -25} ;

g₄ = 22,8 + (1- 0,95) ×  70,8 = 26,24 %,

A^d₄=   (22,8× 57,8 + (1- 0,95)× 70,8× 50,2)/ 25,69 = 58,12 %;