Диплом по разработке месторождений. ДИПЛОМ. В состав оао Беларуськалий входит 4 рудоуправлени
 Скачать 327.62 Kb.
|
|
Дробление руды с предварительным грохочением Руда от шахтных подъемов стволов № 3 и № 4 через секторные затворы и ленточными конвейерами с помощью двухпозиционных пластинчатых шиберов, подается на ленточные конвейеры.Далее руда через перегрузочное устройство поступает на ленточные катучие реверсивные конвейеры и распределяется по бункерам. Из бункеров руда скребковыми конвейерами типа СП 202 подается на неподвижные сита реконструированных грохотов типа ГИТ-71 и на сита инерционных грохотов ГИТ-71м для предварительного грохочения руды до крупности 5 мм. Надрешетный продукт грохотов поступает в молотковые дробилки типа СМ-отрегулированные на дробление руды до крупности 5 мм. Подрешетный продукт грохотов и выгрузка дробилок (дробленый продукт) объединяются на ленточных конвейерах. Объединенный продукт, являющийся готовым по крупности продуктом, подается на ленточные конвейеры. В перегрузочных устройствах этих конвейеров установлены двухпозиционные переключатели потока, которыми руда перегружается на ленточные конвейера. Далее руда поступает на ленточные конвейера и направляется в отделение растворения обогатительной фабрики, либо подается на ленточные конвейеры. На ленточных конвейерах установлены железоотделители типа ПС-160 для извлечения металла из руды. Информация о работе железоотделителей выведена на пульт оператору участка дробления. Подогрев щелоков Для подогрева растворяющего щелока предусмотрено пять батарей (групп) четырехходовых титановых теплообменников типа ТКГ Ш-10-10МТ20/38-3-4 на каждую технологическую линию. Каждая батарея состоит из двух подогревателей ,в которых теплоносителем является пар с избыточным давлением 0,40,5 МПа, и двух теплообменников, где щелок подогревается за счет тепла конденсата греющего пара. Растворяющий щелок на технологических линиях «А» и «Б» из бака насосами подается отдельно на каждую из пяти групп теплообменников.На технологической линии «В» растворяющий щелок из бака насосами подается отдельно на каждую из трех групп теплообменников .Насосом возможна подача растворяющего щелока при помощи запорной арматуры и трубопроводов на три группы (№1÷3) теплообменников. Пройдя последовательно теплообменники в каждой из батарей щелок нагревается до температуры (1173) С и направляется в распределительный бак и далее на стадию растворения. Температура щелока в батарее поддерживается автоматически паровым пневмоклапаном. Растворение руды Дробленая руда из отделения дробления или складов руды №1, 2, 3, 4 системой ленточных конвейеров подается в расходные бункеры вместимостью 300 м3 каждый. Распределение руды по бункерам осуществляется при помощи реверсивных конвейеров . Из бункеров руда подается пластинчатыми питателями на ленточные конвейеры и далее в первый шнековый растворитель. Одновременно с рудой в растворитель из растворителя самотеком поступает средний щелок с массовой долей КСl (16 1) %. Шнековые растворители работают по принципу прямотока. Полученный в растворителе насыщенный щелок с температурой (95 2) 0С направляется в пульподелитель и далее в сгустители типа “Брандес” для отделения солевого шлама. Руда обезвоживающим элеватором транспортируется на дорастворение в шнековый растворитель.Сюда же поступает горячий растворяющий щелок из бака , слив со шнековой мешалки, солевой шлам от насосов и слив с гидроциклонов. Твердые галитовые отходы (кек хвостов) из растворителя обезвоживающим элеватором направляются в шнековую мешалку ,служащую для утилизации тепла отходов. В качестве утилизатора тепла используется часть маточного щелока из бака, фильтрат и промывочные воды из бака и рассол со шламохранилища. Из шнековой мешалки твердые галитовые отходы выгружаются ковшовым наклонным элеватором и сбрасываются на скребковые конвейера .Сюда же поступают пески гидроциклонов.Слив гидроциклонов поступает по самотечной линии во второй растворитель.Скребковые конвейера распределяют влажные галитовые отходы и солевой шлам по ленточным вакуум-фильтрам. Галитовые отходы при кратковременных остановках тракта солеотвала возвращаются в растворитель с помощью циркуляционного скребкового конвейера. Для освобождения шнековых растворителей в отделенииии обесшламливания предусмотрены баки, из которых щелока откачиваются в резервные емкости-сгустители П-30 и далее на шламохранилище. Фильтрация твердых галитовых отходов и сгущенного солевого Пески гидроциклонов и охлажденные твердые галитовые отходы из мешалки выгружаются на скребковый конвейер,с помощью которого влажные твердые галитовые отходы распределяются на ленточные вакуум-фильтры .Для уменьшения потерь KCl отходы на вакуум-фильтрах промывают рассолом или оборотной водой №1.Основной фильтрат из рессиверов и промывные воды поступают в бак-гидрозатвор и насосами возвращаются в мешалку. Из рессиверов, несконденсировавшиеся пары воды и воздух вакуум-насосами удаляются в атмосферу. Отфильтрованные твердые галитовые отходы с массовой долей KCI не более 2,6 % и массовой долей воды не более 8,0 % системой конвейеров транспортируются для складирования на солеотвал. Осветление насыщенного щелока Горячий насыщенный щелок, содержащий солевой и глинистый шламы, с массовой долей калия хлористого не менее 18,5 % из шнекового растворителя самотеком через пульподелитель распределяется по сгустителям типа «Брандес» (по 6 сгустителей для технологических линий А и Б и 5 сгустителей на технологической линии В) для отделения солевого шлама.Сгущенный солевой шлам из сгустителей типа «Брандес» поступает в зумпф, откуда часть солевого шлама насосом возвращается в шнековый растворитель ,другая часть (для вывода его из процесса) – насосом подается на гидроциклоны. Насыщенный щелок, очищенный от солевого шлама, из сгустителей типа «Брандес» самотеком поступает в сгустители типа «Дорр» для отделения глинистого шлама. Кристаллизация калия хлористого Насыщенный раствор, очищенный от солевого и глинистого шламов, с температурой (94 3) С поступает на кристаллизацию. Кристаллизация KCl осуществляется в ряде последовательно установленных вакуум-кристаллизаторах, где насыщенный раствор охлаждается до (37 5) С за счет самоиспарения раствора под вакуумом.Вакуум-кристаллизационная установка (ВКУ) представлена девятнадцатью ступенями испарения. Первые, по ходу движения щелока, девять ступеней испарения связаны паровоздушными трубами с поверхностными конденсаторами (по два конденсатора на каждую ступень). Эта часть установки, т.е. девять ступеней испарения и девять ступеней конденсации составляют I часть ВКУ. Последующие десять ступеней испарения связаны с конденсаторами смешения, орошаемыми водой. Эта часть установки составляет II часть ВКУ. Все девятнадцать ступеней испарения расположены в двух вертикальных и восьми горизонтальных корпусах, соединенных между собой переточными трубами. Ступени в горизонтальных корпусах отделены друг от друга перегородками. Из бака щелок всасывается в первый вертикальный корпус ,из него во второй и далее последовательно проходит все ступени. В каждой ступени щелок кипит и охлаждается за счет самоиспарения под вакуумом. В результате испарения части воды и охлаждения щелока кристаллизуется хлористый калий. Из последней девятнадцатой ступени охлажденная хлоркалиевая суспензия отводится через трубы в бак-гидрозатвор и насосами откачивается в отделение сгущения и центрифугирования. Сгущение и центрифугирование хлоркалиевой суспензии Сгущение и центрифугирование предназначено для разделения хлоркалиевой суспензии после вакуум-кристаллизации на продукционные кристаллы и маточный раствор. Суспензия из гидрозатвора перекачивается насосами в пульподелитель ,из которого распределяется в два сгустителя типа «Брандес».Сгущенная суспензия непрерывно выгружается из Брандесов в зумпф,из которого насосами перекачивается в мешалки, установленные над центрифугами. Из мешалок сгущенная суспензия поступает на центрифуги “Ferrum” P120/2 и “HUMBOLD” SVS-НС 1400/1800.Отфугованный влажный осадок с массовой долей воды не более 6,1 % сбрасывается на ленточные конвейеры и системой конвейеров подается на сушку. Фугат поступает в мешалку и насосами перекачивается в пульподелитель.Слив сгустителей типа Брандес поступает в сгустители.В этих сгустителях происходит осаждение и сгущение мелкодисперсной фазы кристаллизата. Сгущенная суспензия из сгустителей возвращается в пульподелител. Слив сгустителей,маточный щелок, поступает в баки .Сюда же через щепоулавливатели подаются подпиточные щелока с резервных емкостей Сушка калия хлористого Сушка хлористого калия с линий А, Б и В производится в сушильных барабанных установках типа СБ 3,222 и аппаратах кипящего слоя КС-10.Сушка и подогрев или подогрев высушенного калия хлористого мелкого перед гранулированием производится в сушильных установках типа КС-10.Из сушильных установок калий хлористый мелкий поступает на конвейер с которого элеватором, конвейером поступает на подогрев в сушилку КС. Термическая сушка конвективным способом основана на испарении содержащейся в концентрате избыточной влаги в окружающую его газовоздушную среду при нагревании высушиваемого материала. Удаление отходов производства Транспортирование и складирование галитовых отходов осуществляется конвейерным транспортом и отвалообразователями. Транспортирование твердых галитовых отходов из отделения растворения осуществляется системой ленточных конвейеров и далее полевыми конвейерами через эстакады на отвалообразователи, для складирования твердых отходов в отвал или на эстакады, для отсыпки галитовых отходов в конуса, для дальнейшей отгрузки железнодорожным и автомобильным транспортом. Объектом для размещения галитовых отходов является солеотвал, оконтуренный ограждающими дамбами и рассолосборной канавой по периметру. В ложе солеотвала сооружен противофильтрационный экран из пленки, уложенный на специально подготовленный подстилающий слой из мелкозернистого песка. Рассолы, образованные в результате отжима твердых галитовых отходов и воздействия атмосферных осадков, стекают в рассолосборные канавы и перекачиваются насосными станциями оборотных рассолов в карты шламохранилища 4 РУ, откуда перекачиваются в технологический процесс СОФ. Гранулирование калия хлористого Гранулирование галургического калия хлористого мелкого осуществляется методом прессования на трех грануляционных установках. Высушенный и нагретый калий хлористый мелкий из цеха сушки с температурой 140160 С скребковым конвейером подается на сборный скребковый конвейер, а с него распределяется по скребковым конвейерам на технологические линии грануляции. Со скребкового конвейера исходный продукт прессования может подаваться на ковшовые элеваторы и далее на распределительный конвейер , который расположен над валковыми прессами. Соль с распределительного конвейера параллельными потоками через электрозапорные шиберы поступает в шахты валковых прессов. Избыточный продукт с распределительного конвейера или весь продукт при остановке прессов через регулятор (подается на скребковый конвейер или бункер-накопитель.В валковых прессах исходный продукт формируется в плитку, часть его выходит в виде просыпи. Для разделения прессата и просыпи под валковыми прессами установлены неподвижные однодечные грохоты с колосниковыми решетками. Надрешетный продукт подпрессовых грохотов поступает в предварительные дробилки и далее скребковым конвейером транспортируется в ударно-отражательную мельницу типа AP-SMA 1012. Подрешетный продукт с нижней деки поступает на конвейер и далее по конвейеру транспортируется на прессование. 2 Технологическая часть 2.1 Расчет материального баланса фабрики Исходными данными для расчета материального баланса фабрики производства хлористого калия галургическим методом являются : Состав сильвинита: KCl=23,6% ; NaCl= 69,4% ; MgCl2= 0,36% ; CaCl2 = 0,24%; CaSO4= 0,98%; н.о.= 4,9% ; H2O = 0,52%. Коэффициент извлечения KCl= 87% Содержание KCl в концентрате – 97,5% Влажность концентрата – 5,2% Влажность хвостов - 6,1% Отношение Ж:Т шламов – 2 Содержание KCl в рассоле – 7% Производительность фабрики – 1,15 млн.тонн/год по 100%-му К2О Температура насыщенного щелока – 96 ºC Сначала найдем количество воды, удаляемой с галитовыми хвостами. Принимаем, что при переработке образуется 0,68 т галитовых отходов, в пересчете на сух-ое вещество. При влажности отфильтрованного остатка 6,1 % с галитовыми отходами удаляется воды : ( ( 680 ∙ 100 ) / (100 - 6,1) ) – 680 = 44,17 кг , в пересчете на сухое вещество вес концентрата на 100 т сильвинита составит : ( 236 ∙ 0,87 ) / 0,975 = 210, 58 кг. С отфугованным осадком выводится воды : ( (210,58 ∙ 100) / (100 - 5,2) ) – 210,58 = 11,55 кг Далее принимаем, что в шлам переходит 70% н.о и 25% CaSO4. Содержание NаCl в твердой фазе шлама принимаем 20 % .Масса твердой фазы шлама составит : н.о 49∙0,70 = 34,3 CaSO4 9,8∙0,25= 2,45 __________ 36,75 NaCl (36,75 ∙ 20) / 80 = 9,19 __________ ∑= 45,94 Сгущенный глинистый шлам из сгустителей «Дорра» отводится при Ж:Т=2. С этим продуктом выводится насыщенный щелок в количестве : 45,94 ∙ 2=91,88 кг. Принимаем содержание воды в насыщенном щелоке 62,5% . С жидкой фазой сгущенного шлама выводится воды : 91,88 ∙ 0,625=57,43 кг. Перед сбросом сгущенный глинистый шлам разбавляется рассолом, а в шламохранилище шлам разбавляется различными промводами, в том числе с котельной.Концентрацию KCl в рассоле шламохранилища принимаем 7%,При концентрации KCl в насыщенном щелоке 18,8% со шламом выводится KCl : 91,88 ∙ 0,188=17,27 кг. На шламохранилище образуется рассола : (17,27 ∙ 100) / 7=246,71 кг. Принимаем, что половина рассола возвращается в основной цикл , а вторая половина остается на шламохранилище. По отношению к насыщенному щелоку это составит : 57,43 ∙ 0,5=28,72 кг. В целом на 1 т сильвинита с указанными тремя потоками выводится воды : 44,17 + 11,55 + 28,72=84,44 кг. Теперь находим концентрацию примесей MgCl2 и CаCl2 в горячем насыщенном щелоке : MgCl2= 3600 / 84,44=42,63 г/1000г Н2О CaCl2= 2400 / 84,44=28,42 г/1000г Н2О Далее находим приведенную концентрацию хлористого магния Cмпр по формуле: Смпр=См∙m∙Сс , где См и Сс – концентрации MgCl2 и CaCl2 cоответственно , г/1000г Н2О , m – коэффициент приведение СаСl2 и MgCl2. Величина m определяется по формуле : m=0,68 - 0,13 ∙ ( t/100 ), где t- температура щелока , ºC. При температуре горячего насыщенного щелока 96 ºC величина m будет равна : M= 0,68 – 0,13 ∙ (96 / 100)=0,56 Приведенная концентрация хлористого магния : Cмпр= 42,63 + 0,562 ∙ 8,42= 58,55 г/1000г Н2О. Концентрация примеси СaSO4 в щелоке принимаем по практическим данным 3 Г/1000г H2O. Степень насыщения горячего насыщенного щелока KCl принимаем 0,97. По диаграмме растворимостей KCl и NaCl в системе KCl-NaCl-MgCl2-H2O находим концентрации KCl и NaCl и определяем полный химический состав щелока в г/1000г H2O и в %.
Далее находим полный состав шламохранилища. На 1 т сильвинита со сгущенным глинистым шламом выводится 91,88 кг насыщенного щелока следующего состава : KCl 91,88 ∙ 0,1865=17,14 NaCl 91,88 ∙ 0,1474=13,54 MgCl2 91,88 ∙ 0,0264=2,43 CaCl2 91,88 ∙ 0,0176=1,62 CaSO4 91,88 ∙ 0,0019=0,17 H2O 91,88 ∙ 0,6202=56,98 ∑=91,88 Хлористый натрий из твердой фазы шлама переходит в рассол .Общее количество NaCl в рассоле на 1 т сильвинита должно быть : 9,19+13,54=22,73 кг. Расчетное отношение концентрации NaCl в рассоле – CN к концентрации KCl – CK- должно быть : CN/CK= 22,73/17,14=1,33. В действительности это отношение составит 1,5. Это происходит за счет повешенного содержания NaCl в твердой фазе шлама, а еще за счет частичного растворения галитовых отходов, атмосферными осадками и отвода образования рассола в шламохранилище.При концентрации KCl 7% общая масса рассола составит : (17,14 ∙ 100) / 7= 244,86 кг. Масса растворенного NaCl в рассоле : 17,14 ∙ 1,5 = 25,71 кг. Из бугров растворяется NaCl : 25,71 - 22,73=2,98 кг. Масса всех растворенных солей в рассоле : 17,14+25,71+2,43+1,62+0,17=47,07 кг. На долю воды в рассоле приходится : 244,86 - 47,07=197,79 кг. На разбавление шлама поступает воды : 197,79 - 56,98=140,81 кг. Полный химсостав рассола шламохранилища :
Расчет материального баланса фабрики начинается со стадии вакуум-кристаллизации и ведется на 1 т воды в горячем насыщенном щелоке, т.е. на 1,599 т насыщенного щелока. Далее вводятся следующие обозначения : СHk , CHN – концентрация KCl и NaCl в насыщенном щелоке , кг/кг Н2О CMk, СMN – концентрация KCl и NaCl в маточном щелоке , кг/кг Н2О CTk, CTN - KCl и NaCl в кристаллизате, т.е. в твердой фазе суспензии после ВКУ, доли единицы. Принимаем CTk = 0,985 и CTN=0,015. QT – масса кристаллизата на выходе с ВКУ, т. QMН2О- масса воды в маточном щелоке на выходе с ВКУ, т. а- общее относительное количество испаренной воды во всех ступенях, доли единицы. Величина а определяется по формуле : а=0,002 ∙ (tH-tM) , где tH и tM – температуры насыщенного и маточного щелоков, ºC. Далее составим уравнение материального баланса для стадии ВКУ и по NaCl на 1 т воды в насыщенном щелоке : СHk=QT ∙ CTk + QMН2О ∙ CMk CHN= QT ∙ СTN + QMН2О ∙ СMN Решая систему из двух уравнений, найдем неизвестное QT и QMН2О QT=( СHk ∙ СMN - CHN ∙ CMk ) / (СMN ∙ CTk - CMk ∙ CTN), т QMН2О= (CHN ∙ CTk - СHk ∙ СTN) / (СMN ∙ CTk - CMk ∙ CTN), т Количество воды, подаваемой на разбавление насыщенного щелока на ВКУ , найдем из уравнения водного баланса ВКУ : 1 + W = а + QmН2О => W= a + QmН2О – 1, т Для наиболее жесткого летнего режима с учетом практического опыта температуру маточного щелочка на выходе с ВКУ принимаем 43 ºC. С учетом испарения части воды и при указанной температуре концентрация KCl в маточном щелоке составит : KCl – 177,5 г/1000г Н2О , NaCl – 244,75 г/1000г Н2О Основные параметры для расчета : CHk=0,3007 СHN= 0,23775 CMk=0,1775 СMN= 0,24475 CTk=0,985 СTN= 0,015 Величина а равна : а=0,002 ∙ (96-43)=0,106. Указанные значения подставим в формулы : Qт=(0,3007 ∙ 0,24475 - 0,23775 ∙ 0,1775) / (0,24475 ∙ 0,985 - 0,1775 ∙ 0,015) = 0,132 т. Qм=(),23775 ∙ 0,985 - 0,3007 ∙ 0,015) / (0,24475 ∙ 0,985 - 0,1775 ∙ 0,015)=0,9633 т. На разбавление насыщенного щелока требуется воды : W= 106 + 963,3 – 1000= 69,3 т. Состав маточного щелока на выходе с ВКУ следующий :
|