Курсовая работа на тему Разработка технологической схемы обогащения углей

• Название: Курсовая работа на тему Разработка технологической схемы обогащения углей
• Дата: 16.05.2022
• Размер: 180 Kb.
• Имя файла: kursovaya_rabota_KONETs_33__33__33__33__33__33__33__33__33__33__.docx
• Тип: Курсовая; #532316
• страница: 2 из 4

Количественная характеристика шихты после дробления

класса >100 мм

При необходимости дробления угля класса >100 мм изменяется выход и зольность всех классов крупности. Допускаем, что увеличение выхода каждого класса происходит пропорционально его количеству. Зольность класса определяется по балансовой формуле.

Выход машинных классов после дробления крупного класса γ_{i после дробл.,} %, рассчитываются по формуле: γ_{i после дробл.} = γ_{i до дробл.} + x_i, (10)

где - увеличение выхода i-го класса после дробления крупного класса >100 мм.

Находим выход класса 0-100мм γ₁₀₀, %,

γ₁₀₀ = 100 – γ₊₁₀₀,

где γ - выход машинных классов.

γ₁₀₀ = 100 – 6,3= 93,7%

_13-100 =6,3*52/93,7 = 3,496 %

γ_13-100 = 52 + 3,496 = 55,496%

Зольность машинных классов после дробления класса >100 мм находим по формуле:

A^d_{i после дробл.} = (γ_{i до дробл.} · A^d_{i до дробл.} + x_i · A^d₊₁₀₀) / γ_{i после дробл.,} (11)

Например, зольность класса 13-100мм после дробления рассчитываем по формуле 6:

A^d_13-100 =(52·25,850+14,7· 3,496)/ 55,496 = 25,148 %

Аналогично определяется выход и зольность классов 0,5-13 и 0-0,5мм.

Результаты заносим в графы 2 и 3 табл. 6.

Расчет фракционного состава шихты

Проводим перерасчет выходов фракций каждого машинного класса к 100 %. Для этого составляем пропорцию: для класса 13-100 мм (табл. 3) .





где - выход класса 13-100мм;

- выход к шихте i -й фракции класса 13-100мм;

- выход i -й фракции класса 13-100мм, пересчитанный к 100 %.

x_i = _I 100/_c, % (12)

Для фракции -1,3 г/см³: х =5,946 · 100 / 52 = 11,434 %

Для фракции 1,3-1,4 г/см³: х =24,024· 100 / 52 = 46,2 %

и т.д. для других фракций.

Аналогично проводим перерасчет выходов всех машинных классов. Полученные результаты помещаем в табл. 4.

Таблица 4

Значения выходов машинных классов, пересчитанные к 100 %

класс, мм	Плотность фракций, г/см3
	-1,3	1,3 - 1,4	1,4 - 1,5	1,5 - 1,6	1,6 - 1,8	1,8
13 - 100	11,434	46,199	11,664	3,360	2,027	25,316
0,5 - 13	28,640	30,704	11,567	4,694	3,497	20,898

Проверяем правильность расчета табл. 4. (сумма выходов фракций каждого машинного класса должна быть равна 100 %)

11,434 + 46,2 + … + 25,136 = 100%

28,640 + 30,704 + … + 20,898 = 100%

Принимаем, что после дробления крупного класса изменяются только выходы фракций -1,3 и +1,8 г/см³. По уравнению баланса для класса

13-100мм опре­деляем выход фракции -1,3г/см³

_-1,.3=46,199·8,624+11,664·19,018+3,360·25,511+2,027·35,142-100·25,148+100·69,736-69,736(46,199+11,664+3,360+2,027)/(69,736-4,490)=12,648

В этом уравнении значения выходов фракций взяты из граф 3,4,5,6 табл. 4, а зольности - из табл. 3 графы 5;7;9;11;13; зольность класса 13-100мм – 38,701% из табл. 6, графа 3.

_{γ-1,3 = 12,648%}

_+1,8=100-12,648-46,199-11,664-3,360-2,027=24,102%

Проверяем правильность расчета выходов по уравнению баланса

(55,496·12,648)/100=7,019
Полученные значения выходов заносим в табл. 5.

Таблица 5

Фракционный состав машинных классов после дробления

класс, мм	Плотность фракций, г/см3
	-1,3	1,3 - 1,4	1,4 - 1,5	1,5 - 1,6	1,6 - 1,8	1,8
13 - 100	12,648	46,199	11,664	3,360	2,027	24,102
0,5 - 13	29,297	30,704	11,567	4,694	3,497	20,241

Пересчитываем значения выходов фракций к шихте.

Например, для класса 13-100мм, фракции –1,3 г/см³:

γ¹_13-100 -100 %;

х- γ²_13-100 %;

х = γ¹_13-100 · γ²_13-100 /100 %,

Для класса 13-100мм, фракция – 1,3 г/см³:

<sub>55,496 - 100

х – 12,648

х = 55,496 ∙ 12,648/100 = 7,019%</sub>

фракция 1,3-1,4 г/см³:

_{х = 55,496 ∙ 46,199/100 = 25,639%}

и т. д. для других фракций. Результаты помещаем в табл. 6 (зольности переносим из табл. 3 без изменения).

Аналогично выполняем расчеты для остальных классов.

Количественный состав шихты по машинным классам после дробления крупного класса +100 мм

Размер класса, мм	Ситовый состав		Фракционный состав
			< 1,3		1,3-1,4			1,4-1,5			1,5-1,6			1,6-1,8				>1,8
	Ƴ, %	Ad,%	Ƴ, %	Ad,%		Ƴ, %	Ad,%		Ƴ, %	Ad,%		Ƴ, %	Ad,%		Ƴ, %	Ad,%	Ƴ, %		Ad,%
1	2	3	4	5		6	7		8	9		10	11		12	13	14		15
13 - 100	55,496	25,148	7,019	4,490		25,639	8,624		6,473	19,018		1,865	25,511		1,125	35,142	13,376		69,736
0,5 - 13	36,073	23,470	10,568	3,925		11,076	9,495		4,172	18,445		1,693	28,004		1,261	40,381	7,302		71,857
0 - 0,5	8,431	18,261	-	-		-	-		-	-		-	-		-	-	-		-
итого	100	23,962

Таблица 6

Количественный состав шихты по машинным классам с учетом истирания

Размер класса, мм	Ситовый состав		Фракционный состав
			<1.3		1.3 - 1.4		1.4 - 1.5			1.5 -1.6		1.6 - 1.8			> 1.8
	Ƴ, %	Ad,%	Ƴ, %	Ad,%	Ƴ, %	Ad,%		Ƴ, %	Ad,%	Ƴ, %	Ad,%	Ƴ, %	Ad,%	Ƴ, %		Ad,%
1	2	3	4	5	6	7		8	9	10	11	12	13	14		15
13 – 100	49,436	25,148	6,253	4,490	22,838	8,624		5,766	19,018	1,660	25,511	1,001	35,142	11,915		69,736
0,5 – 13	32,133	23,470	9,414	3,925	9,866	9,495		3,716	18,445	1,508	28,004	1,123	40,381	6,504		71,857
0 - 0,5	18,431	21,639	-	-	-	-		-	-	-	-	-	-	-		-
Итого	100	23,962

Таблица 7

Расчет состава шихты с учетом истирания

На предприятиях Кузбасса величина образующегося шлама колеблется от 7 до 15 % и зависит от способа добычи и степени механизации, от способа и дальности транспортирования угля от забоя до обогатительных машин, а так же от сорта и марки угля и породы [1].

Для расчета, при отсутствии опытных данных, принимают увеличение выхода класса 0-0,5мм на 10 % за счет истирания других классов.

Для перерасчета выходов определяют коэффициент коррекции выхода класса с учетом истирания:

k = (100 – (γ_{-0.5 после дробл.} + 10)) / (100 – γ_{-0.5 после дробл.}), (13)

где γ_{-0.5 после дробл}- выход класса 0- 0,5 мм (графа 2, табл. 6)

k = (100 – (8,431+ 10)) / (100 – 8,431) = 0,890793

Выход класса с учетом истирания определяют из равенства γ_{i с учетом истир.,} %: γ_{i с учетом истир.} = γ_{i после дробл.} · k, (14)

где γ_{i после дробл} суммарный выход класса (графа 2 табл.6).

γ_13-100 = 7,019· 0,890793 = 6,253 %.

γ_0.5-13 = 10,568 · 0,890793 = 9,414%.

Определяют зольность класса < 0,5 мм из уравнения баланса:

A^d_-0.5 = (_итого A^d_итого – _13-100 A^d_13-100 -  _{0,5 - 13} A^d _{0,5 - 13}) / (_-0,5 + 10), (15)

где _итого и A^d_итого соответственно выход и зольность графы «Итого» табл. 6 и 7;

_13-100;  _{0,5 – 13}; _-0,5 - выходы классов, скорректированные с учетом истирания (графа 2 табл.7);

A^d_13-100 ; A^d _0,5-13 ; зольность класса, (графа 3, табл. 7).

A^d_-0.5 =(100 · 23,962 – 49,436 · 25,148 – 32,133 · 23,470)/(8,431 + 10)=21,639 %

Результат помещают в графу 3 табл. 7.

Выходы фракций машинных классов пересчитывают аналогично, то есть значения выходов фракций (графы 4,6,8,10,12 и 14 табл. 6) умножают на коэффициент коррекции k. Полученные значения выходов помещают в табл. 7.

Построение кривых обогатимости

Для построения кривых обогатимости класса 13-100 мм составляют табл. 8 по данным табл. 7. Для этого в графы 2 и 3 табл. 8 переносят значения выходов и зольностей класса 13-100 мм (графы 4-15 табл. 7) без изменения.

Заполняют графу 4 табл. 8 данными, полученными последовательным суммированием выходов фракций (графа 2) сверху:

6,253 + 22,839 = 29,092 %;

29,092 + 5,766 = 34,858 % и т. д.

Заполняют графу 5 табл. 8 данными расчетной средней зольности всплывших фракций сверху: (6,253 · 4,490 + 22,839 · 8,624)/29,092=7,735%;

(6,253 · 4,490 + 22,839 · 8,624 + 5,766·19,018) / 34,858 = 9,602 % и т. д.

Заполняют графу 6 данными, полученными последовательным суммированием выходов фракций (графа 2) снизу:

11,915 + 1,002 = 12,917 %;

12,917 + 1,661 = 14,578 % и т. д.

Заполняют графу 7 данными расчетной средней зольности потонувших фракций снизу: (1,002 · 35,142 + 11,915 · 69,736) /12,917= 67,053 %;

(12,917 · 67,053 + 1,661 · 25,511) /14,578 = 62,320% и т. д.

Аналогично заполняются табл. 9 и 10.

Таблица 8

Данные для построения кривых обогатимости класса 13-100мм

плотность	выход	зольность	всплывшие		Потонувшие
фракций	γ,%	Аd,%	γ,%	Аd,%		γ,%	Аd,%
г/см3
1	2	3	4	5		6	7
< 1,3	6,253	4,490	6,253	4,490		49,436	25,148
1,3 - 1,4	22,839	8,624	29,092	7,735		43,183	28,139
1,4 -1, 5	5,766	19,018	34,858	9,602		20,344	50,047
1,5 -1,6	1,661	25,511	36,519	10,325		14,578	62,320
1,6 -1,8	1,002	35,142	37,521	10,988		12,917	67,053
> 1,8	11,915	69,736	49,436	25,148		11,915	69,736
итого	49,436	25,148

Таблица 9

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

плотность	выход	зольность	всплывшие		потонувшие
фракций	γ,%	Аd,%	γ,%	Аd,%		γ,%	Аd,%
г/см3
1	2	3	4	5		6	7
< 1,3	9,414	3,925	9,414	3,925		32,133	23,470
1,3 - 1,4	9,866	9,495	19,280	6,775		22,719	31,569
1,4 -1, 5	3,717	18,445	22,997	8,661		12,853	48,514
1,5 -1,6	1,508	28,004	24,505	9,852		9,136	60,746
1,6 -1,8	1,124	40,381	25,629	11,191		7,628	67,220
> 1,8	6,504	71,857	32,133	23,470		6,504	71,857
итого	32,133	23,470

По данным табл. 8 и 9 заполняем табл. 10. Для определения выхода i-й фракции суммарного класса 0,5-100 мм складываем с той же фракции машинных классов 13-100, 0,5-13 мм (графа 2 табл. 8 и 9).


Таблица 10

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

плотность	выход	зольность	всплывшие		потонувшие
фракций	γ,%	Аd,%	γ,%	Аd,%		γ,%	Аd,%
г/см3
1	2	3	4	5		6	7
< 1,3	15,667	4,150	15,667	4,150		81,569	24,487
1,3 - 1,4	32,705	8,887	48,372	7,353		65,902	29,321
1,4 -1, 5	9,483	18,794	57,855	9,228		33,197	49,453
1,5 -1,6	3,169	26,697	61,024	10,135		23,714	61,714
1,6 -1,8	2,126	37,912	63,149	11,070		20,545	67,115
> 1,8	18,419	70,485	81,569	24,487		18,419	70,485
итого	81,569	24,487

Для фракции -1,3 г/см³

_{γ-1,3 = 9,414 + 6,253 = 15,667%}

Зольность находим из уравнения баланса

A^d_-1,3 = (6,253 ∙ 4,490 + 9,414 ∙ 3,925)/15,667 = 4,150%

и т. д. для других фракций.

Полученные значения помещаем в графы 2 и 3 табл. 10.

Графы 4, 5, 6 и 7 заполняем аналогично заполнению соответст­вующих граф табл. 8, 9.

По данным табл. 8, 9 и 10 согласно ГОСТ 4790-80 строим кривые обогатимости для машинных классов, рисунок 1 и 2, для машинного класса 0,5-100мм строим только две кривые обогатимости, рисунок 3: кривую элементарных фракций и кривую всплывших фракций .

Кривую всплывших фракций β, которая показывает зависимость между выходом всплывших фракций и их зольностью, строят по данным граф 4, 5 табл. 8, 9, 10. На оси ординат откладывают сверху вниз суммарные выходы всплывших фракций (графа 4), из полученных точек проводят параллельно оси абсцисс линии выходов фракций (демаркационные линии). На этих линиях откладывают последовательно суммарную зольность всплывших фракций (графа 5). Полученные точки соединяют плавной кривой.

Кривую потонувших фракций θ, которая показывает зависимость между выходом потонувших фракций и их зольностью, строят по данным граф 6 и 7. На оси ординат (правой) откладывают сверху вверх суммарные выходы потонувших фракций (графа 6). На линиях выходов фракций откладывают последовательно суммарную зольность потонувших фракций (графа 7). Полученные точки соединяют плавной кривой.

Для построения кривой элементарных фракций λ, которая показывает зависимость между выходом 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.

Начальные точки кривой β и кривой элементарных фракций λ, конечные точки элементарной кривой λ и кривой θ должны совпадать. Равные значения имеет конечная точка кривой всплывших фракций β и начальная точка кривой потонувших фракций θ. Их находят графически, соблюдая равенство площадей треугольников, отсекаемых отрезками элементарной кривой λ в пределах фракции менее 1.3 и более 1.8 г/см³.

Кривую плотностей ρ, которая показывает 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.

Кривые обогатимости класса 13-100 мм изображены в приложении 1.

Кривые обогатимости класса 0,5-13 мм изображены в приложении 2. Кривые обогатимости класса 0,5-100 мм изображены в приложении 3.

Определение категории обогатимости

В соответствии с ГОСТ 10100-84, показатель обогатимости (Т) определяется по формуле: Т = , (16)

где γ₁ – выход фракций промежуточного продукта, %;

γ₂ – выход фракций породы, %.

При этом в соответствии с ГОСТ 10100-84, за промпродукт принимаются фракции плотностью 1400-1800 кг/м³ или 1500-1800 кг/м³, в зависимости от зольности фракций до 1500 кг/м³. Если по фракционному анализу зольность всплывших фракций плотностью до 1500 кг/м³ менее 10 %, то к промежуточному продукту относят фракции плотностью от 1500 до 1800 кг/м³ . В соответствии с ГОСТ 10100-84, в зависимости от значения показателя обогатимости уголь делят на категории в соответствии с табл. 11.

Таблица 11

Категория обогатимости

Показатель обогатимости (Т), %	Категория
до 5	Легкая
свыше 5 до 10 включая	Средняя
свыше 10 до 15 включая	Трудная
свыше 15	очень трудная

Таким образом, для класса 13-100 мм показатель обогатимости определяют следующим образом по формуле 15:

Т_13-100 =

Так как Т_13-100 = 6 %, следовательно, обогатимость средняя

Аналогично определяем показатель обогатимости для класса 0,5-13 мм.

Так как Т_0,5-13 = 5,74 %, - обогатимость средняя

Т_0,5-100 = 12,7 % - обогатимость средняя.

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.

Зольность продуктов теоретического баланса проектируемой схемы задается исходя из зольности товарных продуктов (концентрат, отходы) по обогатительной фабрике – аналога и с учетом определенной ранее обогатимости машинного класса проектируемой фабрики с учетом рекомендаций таблицы 12.
Таблица 12

Категория обогатимости	Т, %	Изменение зольности продукта в теоретическом балансе относительно практического
		Увеличение зольности концентрата, %	Уменьшение зольности отходов, %
Легкая Средняя Трудная Очень трудная	До 5 5-10 10-15 >15	0,5 - 1,0 1,0 - 1,5 1,5 – 2,5 1,5 - 2,5	2,0 - 4,0 4,0 – 6,0 6,0 – 10,0 6,0 - 10,0

Последовательность составления теоретического баланса продуктов обогащения:

- задаются средней зольностью суммарного концентрата с учетом обогатимости и требований величины зольности концентрата по практическому балансу.

- 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 0,5-100 мм. Откладываем на оси абсцисс значение зольности суммарного концентрата (в данном случае зольность принята равной 8 %) и восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой β. Через точку пересечения проводим горизонталь, пересекающую ось ординат и кривую λ. Получаем отрезок a b, характеризующий зольность элементарной фракции.

Теоретический баланс продуктов обогащения класса 13-100 мм

Откладывают на оси абсцисс величину отрезка a b и восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой λ. Через точку пересечения проводят горизонталь, пересекающую ось ординат и кривые θ и β. Находят выход и зольность концентрата A^d_k=7,85 %, γ_k=19,5%, при плотности разделения ρ_k =1,48 г/см³.

Принимаем зольность породы A^d_п=65%. Этой зольности соответствует выход породы γ_п=3,8%. Полученные данные заносим в табл. 13