Материал: Гравитационная сепарация
Гравитационная сепарация
КУРСОВАЯ РАБОТА
по
дисциплине «Гравитационная сепарация»
Оглавление
Введение
1. Исходные данные
2. Расчет шихты
3. Сепарационные характеристики
4. Подготовка машинных классов
5. Обогащение крупного класса в тяжелых средах
6. Обогащение мелкого класса отсадкой
7. Выделение породы из крупного машинного класса
8. Обогащение мелкого класса отсадкой
9. Итоги расчета
10. Выбор основного технологического оборудования
Заключение
Литература
Приложение
Введение
Целью курсовой работы является освоение методики проектирования технологий гравитационного обогащения каменных углей и антрацитов.
Современные технологии углеобогащения предусматривают обогащение угля, предварительно разделенного на машинные классы, диапазон изменения крупности которых предполагает наиболее эффективную сепарацию в аппаратах, адаптированных к данной технологической задачи.
Главным вопросом технологического менеджмента в углеобогащении является получение максимального выхода концентрата при его нормированной зольности. При этом принципиальными режимными параметрами являются плотности разделения для каждого машинного класса.
Исходными данными для решения этого
вопроса являются гранулометрические и фракционные составы углей
шахт-поставщиков, поступающих на обогатительную фабрику, их долевые участия,
часовая производительность обогатительной фабрики, ее константы, такие как
эффективность грохочения, эффективность дешламации, коэффициенты задержки
шламов в продуктах обогащения, а также коэффициенты шламообразования для каждой
фракции плотности всех машинных классов.
1.
Исходные данные
Таблица 1
Фракционный состав угля шахты №1
|
Плотность фракций, кг/м3 |
Крупный: -100+13мм |
Мелкий: -13+0,5мм |
Шлам: -0,5 |
Всего: |
||||
|
|
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
|
<1300 |
18,1 |
3,43 |
26,07 |
2,45 |
|
|
|
|
|
1300-1400 |
1,02 |
8,09 |
0,2 |
17,05 |
|
|
|
|
|
1400-1500 |
0,06 |
20,6 |
0,3 |
22,5 |
|
|
|
|
|
1500-1600 |
0,03 |
27,6 |
0,15 |
33,77 |
|
|
|
|
|
1600-1800 |
0,04 |
41,8 |
0,25 |
40,82 |
|
|
|
|
|
>1800 |
21,18 |
91,6 |
19,12 |
90,97 |
|
|
|
|
|
Итого: |
40,43 |
49,82 |
46,09 |
39,68 |
13,48 |
43,64 |
100 |
44,31 |
Таблица 2
Фракционный состав угля шахты №3
|
Плотность фракций, кг/м3 |
Крупный: -100+13мм |
Мелкий: -13+0,5мм |
Шлам: -0,5 |
Всего: |
||||
|
|
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
|
<1300 |
26,7 |
5,14 |
22,88 |
6,4 |
|
|
|
|
|
1300-1400 |
2,68 |
17,9 |
1,85 |
18,67 |
|
|
|
|
|
1400-1500 |
2,77 |
26,1 |
1,85 |
27,92 |
|
|
|
|
|
1500-1600 |
2,25 |
39,5 |
1,41 |
38,29 |
|
|
|
|
|
1600-1800 |
2,21 |
49,5 |
2,04 |
49 |
|
|
|
|
|
>1800 |
13,1 |
83,8 |
7,05 |
75,04 |
|
|
|
|
|
Итого: |
49,71 |
31,25 |
37,08 |
24,69 |
13,21 |
27,16 |
100 |
28,28 |
Таблица 3
Фракционный состав угля шахты №6
|
Плотность фракций, кг/м3 |
Крупный: -100+13мм |
Мелкий: -13+0,5мм |
Шлам: -0,5 |
Всего: |
||||
|
|
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
|
<1300 |
6,66 |
3,7 |
11,97 |
4,11 |
|
|
|
|
|
1300-1400 |
8,06 |
11,57 |
6,78 |
10,83 |
|
|
|
|
|
1400-1500 |
2,65 |
21,71 |
2,23 |
22,48 |
|
|
|
|
|
1500-1600 |
2,91 |
32,36 |
2,43 |
30,68 |
|
|
|
|
|
1600-1800 |
4,12 |
45,68 |
3,12 |
43,65 |
|
|
|
|
|
>1800 |
25,33 |
74,31 |
14,24 |
76,01 |
|
|
|
|
|
Итого: |
49,73 |
47,06 |
40,77 |
35,95 |
9,50 |
39,55 |
100 |
41,82 |
Долевые участия углей в шихте:
|
Шахта |
Долевое участие, % |
|
1 |
20 |
|
3 |
35 |
|
6 |
45 |
Производительность фабрики: 500 т/ч.
|
Коэффициенты шламообразования |
|
||||
|
|
Фракции |
Крупный класс |
Мелкий класс |
|
|
|
|
<1300 |
0,05 |
0,055 |
|
|
|
|
1300-1400 |
0,055 |
0,057 |
|
|
|
|
1400-1500 |
0,055 |
0,06 |
|
|
|
|
1500-1600 |
0,06 |
0,065 |
|
|
|
|
1600-1800 |
0,06 |
0,07 |
|
|
|
|
>1800 |
0,07 |
0,075 |
|
|
|
Эффективность подготовительного грохочения |
0,95 |
|
||||
|
Коэффициент задержки шламов в крупном концентрате |
0,05 |
|
||||
|
Коэффициент задержки шламов в мелком концентрате |
0,07 |
|
||||
|
Эффективность дешламации |
0,7 |
|
||||
|
Пределы изменения крупности машинных классов: |
min |
max |
||||
|
|
|
|
крупный класс |
|
13 |
75 |
|
|
|
|
мелкий класс |
|
0,5 |
13 |
. Расчет шихты
Выхода фракций в шихте
рассчитываются для каждого машинного класса в соответствии с их долевыми
участиями 
:
.
Зольность фракций в шихте
составляет:
Например, для первой фракции
крупного класса выход и зольность составляют:
Для той же фракции в мелком
классе:
Аналогичным образом
рассчитываем выхода и зольности остальных фракций плотности и результаты
расчета помещаем в табл.4.
Таблица 4
Фракционный состав шихты
|
Плотность фракций, кг/м3 |
Крупный: -100+13мм |
Мелкий: -13+0,5мм |
Шлам: -0,5 |
Всего: |
||||
|
|
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
g,% |
А,% |
|
<1300 |
15,96 |
4,48 |
18,61 |
4,63 |
|
|
|
|
|
1300-1400 |
4,77 |
12,67 |
3,74 |
12,25 |
|
|
|
|
|
1400-1500 |
2,17 |
23,66 |
1,71 |
24,54 |
|
|
|
|
|
1500-1600 |
2,10 |
35,02 |
1,62 |
33,06 |
|
|
|
|
|
1600-1800 |
2,64 |
46,79 |
2,17 |
45,35 |
|
|
|
|
|
>1800 |
20,22 |
80,08 |
12,70 |
80,33 |
|
|
|
|
|
Итого: |
47,86 |
41,78 |
40,54 |
33,19 |
11,59 |
35,56 |
100,00 |
37,58 |
Данные для гранулометрического
состава шихты принимаем по строке «Итого» из табл.4 фракционного состава шихты,
поскольку выхода фракций плотность в этом расчете приняты от шихты.
Таблица 5
Гранулометрический состав шихты
|
Крупность |
Выход |
Зольность |
|
>13 |
47,86 |
41,78 |
|
0,5-13 |
40,54 |
33,19 |
|
<0,5 |
11,59 |
35,56 |
|
Итого |
100,00 |
37,58 |
Режим обогащения для обеспечения максимального выхода концентрата
Решение задачи по выбору плотностей разделения может осуществляться при составлении теоретического баланса продуктов обогащения с помощью правила максимального выхода, основанного на теореме Рейнхардта, которая гласит: «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». Исходя из сути процессов сепарации каменных углей, под элементарным слоем разделения следует понимать бесконечно узкую фракцию угля, плотность которой равна плотности разделения, для которой характерно равновероятное распределение между продуктами обогащения.
Аналитическому методу
определения рационального режима обогащения можно путем интерполяции данных
таблиц фракционного анализа угля для каждого машинного класса, представленных в
формате, необходимом для построения кривых обогатимости. Однако специфический
характер кривой элементарных фракций 
не гарантирует корректность
применения линейной интерполяции.
Установлено [2], что между зольностью и плотностью фракций каменного угля существует линейная зависимость.
Ее обоснование можно состоит
в том, что каждая фракция плотности угля состоит из органической массы и
минеральных примесей, находящихся в определенных пропорциях. Если плотность
органической массы равна 
, а
минеральных примесей 
, то
плотность угольной фракции составляет:
,
где 
-
соответственно, доля органической массы и минеральных примесей в угольной
фракции.
Зольность этой угольной
фракции равна:
,
где 
,
соответственно, зольность органической массы и минеральных примесей.
Совместное решение этих
уравнений дает следующую зависимость зольности угольных фракций от их
плотности:
,
где 
.
Полученное уравнение подтверждает линейную зависимость зольности фракций от их плотности. Вместе с тем, угольные фракции различной крупности имеют свою специфическую зольность органической массы и минеральных примесей, что подтверждается ранее выполненными исследованиями [1].
Если суммарный машинный класс
угля состоит из 
машинных
классов с долевыми участиями , то его зольность составит: