Выпускная квалификационная работа для обогатителя полезных ископаемых (код 21.01. ВКР для обогатителя полезных ископаемых. Горное дело включает в себя добычу полезных ископаемых из недр и их первичную переработку (обогащение)
 Скачать 1.17 Mb.
|
|
“Топливо твердое. Определение и представление показателей фракционного анализа. Общие требования к аппаратуре и методике”) Обогатимость характеризует способность углей к разделению на соответствующие продукты.. Оценку обогатимости выполняют разными способами: в одних случаях обогатимость рассматривается как способность исходного сырья к разделению любыми методами, в других – учитываются особенности выбранных методов обогащения ( ГОСТ 10100-84.Угли каменные и антрацит. Метод определения обогатимости ). Существуют следующие категории обогатимости (таблица 1). Таблица 1- Категории обогатимости 1.7 Расчет результатов фракционного анализа. Построение кривых обогатимости β и θ. Кривые обогатимости - графическое изображение результатов фракционного анализа угля. По таблице 2 результатов фракционного анализа невозмодно определить выход продуктов данной зольности эта задача решается с помощью кривых обогатимости . Кривые обогатимости строят по данным фракционного анализа. Для начала в таблице мы заполняем графу 4; <1300 = 59,3% ( без изменений); 1300-1400 = 59,3+2,5=81,8%; 1400-1500 = 81,8+3,3=85,1%; 1500-1600 = 85,1+1,2=86,3%; 1600-1800 = 86,3+2,3=88,6%; >1800 = 88,6+11,4=100% Графу 5 считаем по формуле: А d 1300-1400 = ( * А d (<1300) + * А d (1300-1400) )/ 1300-1400 , А d 1300-1400 =(59,3*5,0 +22,5*10,1)/81,8= 6,4 %, и т.д. Графу 6 считаем последовательным суммированием снизу вверх по данным графы 2. >1800 = 11,4 (без изменений), 1600-1800 = 11,4+2,3=13,7%; 1500-1600 = 13,7+1,2=14,9%; 1400-1500 =14,9+3,3=18,2 1300-1400 = 18,2+22,5=40,7%; <1300 = 40,7+59,3=100%. Таблица -1 Фракционный анализ угля Плотность фракций кг/м 3 , % А d , % Суммарные фракции всплывшие утонувшие , % А d , % , % А d , % 1 2 3 4 5 6 7 Менее 1300 1300-1400 1400-1500 1500-1600 1600-1800 Более 1800 37,6 14,2 7,3 3,1 4,9 32,9 4,9 11,5 20,6 30,1 44,2 82,6 37,6 51,8 59,1 62,2 67,1 100 4,9 6,71 8,43 9,51 12,04 35,3 100 62,4 48,2 40,9 37,8 32,9 35,3 53,53 65,92 74,01 77,62 82,6 Итого 100 35,3 Графу 7 – зольность утонувших фракций считаем аналогично расчету всплывших фракций по формуле, только необходимо вести расчет снизу вверх. Кривую всплывших фракций , показывающую зависимость между выходом всплывших фракций и их зольностью, строим по данным граф 4, 5. 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 , показывающую зависимость между выходом потонувших фракций и их зольностью, строим по данным граф 6 и 7. Рисунок 4- Кривые обогатимости и 2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Определение выхода летучих веществ рядового угля Выход летучих веществ определяют как потерю массы навески твердого топлива за вычетом влаги при нагревании без доступа воздуха в стандартных условиях. Результаты испытания являются относительными, поэтому для достижения воспроизводимости необходимо соблюдать постоянство основных параметров: скорости нагрева, конечной температуры и продолжительности нагрева. Выход летучих веществ является одним из классификационных параметров каменных углей.При определении выхода летучих веществ суммарно учитываются потери массы за счет разложения органической и минеральной масс угля. При значительной зольности угля образующиеся продукты деструкции минеральной массы искажают величину выхода летучих веществ, поэтому, если испытание проводят с целью классификации углей, зольность их не должна превышать 10%. На основании значений выхода летучих веществ и характеристики нелетучего остатка можно ориентировочно оценить спекаемость углей, а также поведение углей в процессах технологической переработки и сжигания. Общий принцип определения выхода летучих веществ установлен для всех видов твердого минерального топлива, а условия определения различны для группы каменных углей (каменные угли, антрациты, горючие сланцы, каменноугольные брикеты, продукты обогащения) и коксов и для группы бурых углей (лигниты, бурые угли, буро-угольные брикеты, продукты переработки). Сущность метода . Навеску воздушно-сухой пробы твердого топлива нагревают без доступа воздуха при температуре (900±5)°С в течение 7 мин. Выход летучих веществ в процентах рассчитывают по потере массы навески пробы за вычетом влаги.При испытании топлива группы каменных углей и коксов установлены следующие условия определения: проба в виде порошка и нагрев в одной печи при (900±5)°С в течение 7 мин. Аппаратура. Используют муфельную печь с электронагревом и терморегулятором, обеспечивающим в рабочей зоне печи постоянную температуру (900±5)°С. Для испытаний топлив, относящихся к группе бурых углей, дополнительно используют вторую муфельную печь аналогичной конструкции, в рабочей зоне которой поддерживают постоянную температуру (400±10) °С. Конструктивно муфельная печь может быть с закрытой задней стенкой или иметь на задней стенке отводную трубку диаметром 25 мм и длиной 150 мм (рисунок 1). Тепловая мощность муфельной печи должна быть такой, чтобы начальная температура, равная 900°С или 400°С, восстанавливалась после внесения в печь холодной подставки с тиглями не более чем за 4 мин. В муфельной печи обычной конструкции (рисунок 1) можно проводить одновременно серию определений, используя подставку для нескольких тиглей. В этом случае зона постоянной температуры должна быть не менее 160х100 мм. Для единичного определения в одном тигле на индивидуальной подставке диаметр зоны с постоянной температурой составляет 40 мм.Температуру 900°С в печи следует поддерживать как можно точнее. Допускаемое отклонение ±5°С включает возможные ошибки измерения температуры и неравномерность ее распределения. Рисунок 1 - Муфельная печь с электрообогревом 1 - нагревательная система; 2 - зона постоянной температуры; 3 - контрольная (не зачехленная) термопара; 4 - камера муфельной печи (ширина 200 мм); 5 - дроссельный клапан; 6 - отводная трубка; 7 - зачехленная термопара Тигель с крышкой Цилиндрический тигель с хорошо подогнанной крышкой изготавливают из плавленого кварцевого стекла. Масса тигля с крышкой составляет от 10 до 14 г, размеры указаны на рисунке 2. Крышка должна плотно прилегать к тиглю, горизонтальный зазор между крышкой и тиглем не должен превышать 0,5 мм. Подобранную крышку пришлифовывают к тиглю, делая соприкасающиеся поверхности гладкими. Тигли с подобранной и притертой крышкой должны быть одинаково маркированы, прокалены при температуре (900±5)°С до постоянной массы и помещены в эксикатор с осушающим веществом. Подставка, на которой тигли помещают в муфельную печь, позволяет соблюдать установленную скорость нагрева. Для единичного определения - кольцо из термостойкой стальной проволоки (рисунок 3) с керамическим диском диаметром 25 мм и толщиной 2 мм, помещенным на внутренние выступы опор. Рисунок 2 - Подставка для тиглей единичного определения Приготовление пробы Проба топлива для определения выхода летучих веществ представляет собой аналитическую пробу, отобранную и приготовленную.Аналитическая проба, измельченная до максимального размера частиц 212 мкм, должна находиться в воздушно-сухом состоянии, для чего ее раскладывают тонким слоем и выдерживают на воздухе при комнатной температуре в течение минимального времени, необходимого для достижения равновесия между влажностью топлива и атмосферы лаборатории. Перед взятием навески пробу тщательно перемешивают не менее 1 мин, предпочтительно механическим способом. Одновременно со взятием навески для анализа отбирают навески для определения содержания аналитической влаги. Если определение выхода летучих веществ в каменных углях и антрацитах проводят с целью классификации, зольность их должна быть не более 10%. Если зольность пробы превышает 10%, пробу обогащают в органических или неорганических жидкостях. Подготовка к испытанию Пустые тигли закрывают крышками, устанавливают на подставку, заполняя все гнезда, и помещают в зону устойчивой температуры муфельной печи, нагретой до (900±5)°С. Тигли выдерживают в закрытой печи в течение 7 мин. Вынимают подставку с тиглями из печи, охлаждают на металлической пластине в течение 5 мин не снимая крышек, после чего тигли помещают в эксикатор и охлаждают до комнатной температуры вблизи весов.После охлаждения пустые тигли с крышками взвешивают.Во взвешенный тигель помещают навеску пробы массой (1±0,01) г. Закрывают тигель крышкой и взвешивают. Все взвешивания проводят с пределом допускаемой погрешности ±0,1 мг. Навеску в виде порошка распределяют по дну тигля ровным слоем, слегка постукивая тиглем о чистую твердую поверхность. В муфельной печи устанавливают температуру (900±5)°С. Тигли с навесками в виде порошка, закрытые крышками, помещают в гнезда холодной подставки. Если на подставке остаются свободные гнезда, в них помещают пустые тигли с крышками. Подставку с тиглями переносят в муфельную печь, закрывают дверцу печи и оставляют на 7 мин ± 5 с. Температура, понизившаяся при установке тиглей в печь, снова должна достичь (900±5)°С не более чем за 4 мин. В противном случае испытание повторяют. Вынимают подставку с тиглями из печи и охлаждают на металлической пластине в течение 5 мин. После этого тигли, закрытые крышками, переносят в эксикатор и охлаждают до комнатной температуры вблизи весов.Тигли с нелетучим остатком взвешивают. Обработка результатов. Выход летучих веществ из аналитической пробы испытуемого топлива , выраженный в процентах, вычисляют по формуле: , (1) где - масса пустого тигля с крышкой, г; - масса тигля с крышкой и навеской пробы до испытания, г; - масса тигля с крышкой и нелетучим остатком после испытания, г; - массовая доля влаги в аналитической пробе, %. Выход нелетучего остатка из аналитической пробы испытуемого топлива , выраженный в процентах, вычисляют по формуле: , (2) или по формуле . (3) 3 ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСТНОСТЬ 3.1 Опасные и вредные производственные факторы Обогатительная фабрика является источником вредных выделений в окружающую среду, поэтому необходимо установить санитарно-защитную зону. Для предприятий ΙΙ класса в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 - санитарно-защитная зона равна 500 м. Санитарные резервы между зданиями и сооружениями цехов, освещаемыми через оконные проемы, принимаем не менее наибольшей высоты противостоящих зданий и сооружений. На крыше зданий над каждым пролетом предусматривается светоаэрационный фонарь с вертикальным остеклением, оборудованный ветрозащитными панелями. Открывание переплетов светоаэрационных фонарей механизировано. По периметру наружных стен зданий высотой более 10 м на кровле предусматривается ограждение высотой 0,9 м, а для доступа на крышу - пожарные наружные лестницы, расстояние между которыми по периметру здания устанавливается не более 200 м. Для питания светильников общего освещения применяется напряжение не выше 220 В. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при установке светильников с лампами накаливания над полом ниже 2,5 м, необходимо применять светильники напряжением не выше 42 В, металлическая арматура которых должна быть заземлена. Светильники с люминесцентными лампами на напряжение 127-220 В допускается применять для местного освещения при условии недоступности их токоведущих частей от случайных прикосновений. Для складирования грузов отводятся специальные места. Все площадки, расположенные на высоте 0,6 м от пола и более, лестницы, переходные мостики, проемы, люки, канавы и пр. ограждаются перилами высотой не менее 0,9 м со сплошной обшивкой по низу на высоту 0,14 м. Лестницы имеют уклон не более 40 °. Ширина лестниц должна быть не менее 0,6 м; высота ступеней не более 0,3 м; ширина ступеней не менее 0,25 м. Минимальное расстояние между машинами и аппаратами и от стен до габаритов оборудования: а) на основных проходах не менее 1,5 м; б) при рабочих проходах между машинами – 1м; в) при рабочих проходах между стеной и машинами не менее 0,7 м; г) местные сужения при соблюдении нормальных рабочих проходов между машинами и между стеной и машинами не менее 0,7 м. Поверхность полов производственных помещений для удобства очистки располагается под углом 5° к горизонту. Ширина дренажных канав – 250 мм. Для ухода за остекленными поверхностями обеспечивается свободный доступ к ним на разных уровнях: внутри здания устанавливаются специальные мостики, снаружи - подвесные люльки. Главные входы и въезды на территорию фабрики располагаются со стороны основных подходов и подъездов трудящихся. Проходная находится на расстоянии 500 м от главного корпуса. От входа на фабрику устроены пешеходные дорожки к отдельным цехам и участкам. Вдоль цехов предусматриваются автомобильные дороги и тротуары. Все тротуары в летнее время поливают водой, а в зимнее – очищают от снега и льда. Проводятся расчеты производственных площадей и объема зданий, приходящихся на одного рабочего, и полученные значения сравниваются с требованиями санитарных норм. Эти расчеты приведены в таблице 20. На одного рабочего устанавливается производственная площадь не более 4,5 м 2 и объем производственного помещения не более 15 м 3 Автоматизация и механизация производственных процессов, дистанционное управление машинами также относятся к мероприятиям общего характера по снижению вредного влияния шума на человека. При жесткой установке машин возникающие вибрации передаются строительным конструкциям (структурный шум), так как несущие конструкции выполнены из металла. Уровень структурного шума пропорционален скорости вибрации и площади вибрирующих поверхностей. Снижение структурного шума и вибраций достигается увеличением массы опорных конструкций или их жёсткости. Наряду с этим используются средства виброизоляции. Динамическое гашение вибрации машин, установленных на нулевой отметке, достигается установкой их на фундаментах, изолированных от несущих конструкций здания. Виброизоляция тем эффективнее, чем массивней фундамент. В качестве виброизоляции при установке виброактивного оборудования применяют деревянные брусья сечением 200×200 мм, обеспечивающие двукратное снижение вибраций, передаваемых на перекрытие. В качестве виброизоляторов применяют резиновые амортизаторы, снижающие высокочастотные вибрации, и пружинные (стальные) для гашения низких частот (до 250 Гц). Для снижения вибрации рабочих площадок они крепятся, где это возможно, к опорным конструкциям с минимальными уровнями вибрации. Этажно-павильонная планировка приводит к неравномерному распределению звуковой энергии и образованию спадов звукового давления по всему объёму по мере удаления от источников шума. Спады звукового давления зависят от объёма помещения, высоты потолка, расстановки оборудования, площади проёмов. Неоднородность акустического поля затрудняет применение расчётов, основанных на равномерности распределения звуковой энергии. Следовательно, наряду с проведением работ по снижению шума отдельных машин следует оптимизировать акустические характеристики производственных помещений, что позволит компенсировать возрастание шума при групповой установке машин. Работники ОФ в соответствии с утвержденными нормами должны быть обеспечены специальной одеждой и обувью, исправными защитными касками, согласно установленных Типовых норм по профессиям, бережно относиться к выданным в их пользование СИЗ, спецодежде и спецобуви, своевременно производить их ремонт и стирку, а также пользоваться ими в соответствующих случаях.Одежда, обувь, защитный головной убор и другие средства индивидуальной защиты должны содержаться в исправном состоянии, исключающем возможность захвата их движущимися частями оборудования. Волосы работающих должны быть заправлены под защитный головной убор. Коллективные средства защиты на ОФ «Черниговская-Коксовая» делятся на: 1-оградительные, предохранительные, тормозные устройства, оградительные устройства, устройства автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления, знаки безопасности. 2-блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электронные, электрические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные. Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо во время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор. 3- предохранительные устройства используют для автоматического отключения машин и оборудования при отклонении от нормального режима работы или при попадании человека в опасную зону. Эти устройства могут быть блокирующими и ограничительными. Для обеспечения безопасной и надежной работы оборудования информационные, предупреждающие, аварийные устройства автоматического контроля и сигнализации очень важны. Устройства контроля – это приборы для измерения давлений, температуры, статических и динамических нагрузок, характеризующих работу машин и оборудования. При объединении устройств контроля с системами сигнализации значительно повышается их эффективность. Системы сигнализации бывают: звуковыми, световыми, цветовыми, знаковыми, комбинированными. Для защиты от поражения электрическим током применяются различные технические меры. Это – малые напряжения; электрическое разделение сети; контроль и профилактика повреждения изоляции; защита от случайного прикосновения к токоведущим частям; защитное заземление; защитное отключение; индивидуальные средства защиты. 3.2 Мероприятия по обеспечению промышленной безопасности Оборудование технологического комплекса должно отвечать требованиям технических условий, действующих стандартов, норм, правил безопасности. |