Измельчение руды ДЦ

Большое преимущество его заключается в том, что крупнокусковой материал попадает в мельницу, минуя загрузочную коробку для черпака улитки. Это предотвращает заклинивание крупных кусков между черпаками и стенками или днищем коробки, вызывающее распор коробки и дополнительное усилие в питателе и крепежных болтах.

При мокром измельчении  в питатель вместе с рудой подается в небольшом количестве вода. Весь поступающий в питатель материал и вода подается им внутрь пустотелой загрузочной цапфы. Пройдя через горловину цапфы, пульпа подается в рабочее пространство, представляющее собой внутреннюю полость барабана, который облицован (футерован) изнутри плитами из марганцовидной стали, закрепленными болтами.

Куски и зерна материала, измельчаются загруженными в барабан стальными шарами. По мере измельчения материала пульпа непрерывно перемещается в осевом направлении и, пройдя в конце барабана 5 (рис. 1.1) через решетку 12 (диафрагму) с отверстиями для разгрузки измельченного материала. На стороне, обращенной к торцевой разгрузочной крышке 7, решетка имеет радиальные ребра-лифтеры 10, делящие пространство между решеткой и торцевой крышкой на секторные камеры, открытые в цапфу. При вращении барабана ребра действуют как элеваторное колесо и поднимают пульпу до уровня разгрузочной цапфы, через которую пульпа удаляется из мельницы. Такое устройство позволяет поддерживать низкий уровень пульпы в мельнице и сокращает время нахождения в ней материала, обеспечивая необходимою скорость осевого перемещения его (вследствие уменьшения объема пульпы). Скорость осевого перемещения регулируется количеством подаваемого в единицу времени исходного материала и воды, и так же величиной циркулирующей нагрузки (замкнутый цикл с классификатором),[3].

Перегородка перед торцевой крышкой собирается из отдельных секторных решеток. Стальные решетки  (секторы) могут быть литыми с продолговатыми отверстиями и собранными из колосников трапециевидного сечения, сваренных вместе. Секторные решетки крепятся к торцевой крышке при помощи литых полос из марганцовидной стали на болтах.

Технические характеристики шаровой мельницы типа МШР 2700-3600 с  разгрузкой через решетку представлены в таблице 1.1

 

Таблица 1.1

 Технические характеристики шаровой мельницы  типа МШР 2700-3700

№	Показатели	МШР 2700 - 3600
1	Толщина футеровки, мм	95
2	Внутренние размеры  барабана (без футеровки), мм : диаметр длина	2700                                                                                                                          3600
3	Рабочий объем, м3	17,5
4	Масса шаровой загрузки, т	37
5	Частота вращения барабана: мин –1 % критической	21                                                                        78,9
6	Приводной электродвигатель: мощность, кВт частота вращения, мин- 1	400                                                                      187
7	Масса мельницы без двигателя  и шаров, т	77

 

           

 1 – комбинированный питатель;

2 – цапфа;

3 – подшипник;

4 – торцовая крышка  загрузочного конца; 

5 – барабан;

6 – люк;

 7 – торцовая крышка разгрузочного конца;

8 – подшипник;

9 – разгрузочная воронка;

10 – лифтеры;

11 – кожух венцовой  передачи;

12 – разгрузочная решетка;

13 – футеровка барабана

Рисунок 1.2    Шаровая мельница типа МШР 2700 –3600

 

 

 

1.2.2 Стержневые мельницы

 

Конструктивно стержневая мельница отличается от шаровой с центральной разгрузкой большим диаметром горловин. Размеры стержневых мельниц (DXL) 900X1800 мм до 4500X6000 мм конструктивно ограничены максимальной длиной стержней. Частота вращения стержневых мельниц составляет 60—72 % от критической. Они хорошо работают в первой стадии измельчения на питании до 20—0 мм. При закрупненном питании и его неравномерном гранулометрическом составе эффективность стержневого измельчения снижается. Крупность измельченного продукта обычно — 2—1,6 мм. Считают, что при измельчении в пределах от 13 до 0,8 мм стержневые мельницы расходуют энергии на 25 % меньше, чем шаровые. Однако на вязких и твердых рудах они менее    эффективны,   чем шаровые.

Стержневая загрузка обычно меньше, чем шаровая, и составляет до 35 % объема мельницы. Применяют стержни диаметром до 100 мм. По данным практики, в мельнице диаметром 4 м минимальный диаметр стержня составляет 75 мм, в мельнице диаметром 3,2 м — 50 мм. Длина стержня принимается на 150 мм меньше внутренней длины барабана и должна составлять не менее 1,25 его диаметра. Рекомендуемая длина стержня: 1,4 от диаметра барабана мельницы. Объемная масса стержней в среднем  составляет 6,6 т/м³. Удаление  из  мельницы    стержней, изношенных до диаметра менее 25 мм, способствует эффективности измельчения. Практически толщина сломанных стержней, удаляемых из мельниц диаметром 4 м, составляет примерно 50 мм, а из мельниц диаметром 3,2 м — 30 мм,[2].

Средний суммарный  расход шаров и стержней составляет 0,75 кг/т руды.

         

 

1.2.3 Гидроциклон

 

В технологическом процессе, как  указано выше применяются гидроциклоны типа ГЦ – 25, применяемые в качестве классифицирующего оборудования в  замкнутом цикле с шаровыми мельницами. Гидроциклоны нашли широкое применение в отделениях сгущения и фильтрации, где они используются для предварительного сгущения и повышения плотности питания сгустителей или вакуум фильтров, для отмывки реагентов с одновременным сгущением концентратов. Они могут быть изготовлены футерованными каменным литьем или гуммированы листовой резиной. Срок службы таких гидроциклонов в 10 – 20 раз выше.

Гидроциклоны футерованные каменным литьем и резиной, состоят в соответствии с рисунком 1.3 из цилиндрической 1 и конической 2 частей. Цилиндрическая часть имеет патрубок и питающую камеру 4 с отверстиями для питания пульпой, которая состоит из нескольких сменных вкладышей и сливной патрубок 3. У гидроциклонов, футерованных резиной, коническая часть неразъемная, у гидроциклонов, футерованных каменным литьем, коническая часть состоит из отдельных конусов, скрепленных между собой болтами.

Регулировка гидроциклонов сводится к подбору соответствующих размеров сливных и песковых насадок и вкладышей для питающего отверстия.

Гидроциклоны  работают по принципу разделения питания по гидравлической крупности в центробежном поле, создаваемом вращением пульпы Питание подается в гидроциклон насосом под давлением через питающий патрубок. Под действием центробежной силы более крупные и тяжелые частицы отбрасываются к стенке корпуса и разгружаются через песковую насадку, а более тонкие и легкие частицы — через сливной патрубок, нижний край которого погружен несколько ниже питающего патрубка. Увеличение глубины погружения приводит к увеличению крупности слива.

Давление на входе (0,11—0,25 МПа) должно поддерживаться достоянным. Содержание твердого в питании гидроциклонов  находится в пределах 30—60%, в песках тяжелых руд 75—83%,[2].

Рисунок 1.3 Общий вид гидроциклона

1.2.4 Расчет механической характеристики асинхронного двигателя шаровой мельницы

Механическая характеристика двигателя, если пренебречь активным сопротивлением обмотки статора, аналитически выражается следующей формулой:

где М - вращающий момент, развиваемый  двигателем при скольжении S , Нм; Sк - критическое скольжение ротора.

Для увеличения пускового момента  асинхронного короткозамкнутого двигателя  и уменьшения пускового тока изготавливают  специальные роторы: с глубоким пазом, с двойной беличьей клеткой и  с увеличенным активным сопротивлением обмотки.

Перегрузочная способность электродвигателей  с короткозамкнутым ротором доходит  до 2,5-2,8.

Расчет. Асинхронный двигатель  с короткозамкнутым ротором 4А90Д2У3 имеет следующие данные: Р_Н =3,0 кВт; n_H⁼ 2840 об/мин;

, Р=1

Требуется построить  механическую характеристику М (S) двигателя при работе с номинальным напряжением.

Решение.

1. Скорость вращения магнитного поля

об/ мин

2. Номинальное скольжение

3.Критическое скольжение

4.Номинальный и максимальный (критический) моменты двигателя:

 Н*м

 Н*м

5. Для построения механической  характеристики воспользуемся формулой

6. Задавшись различными  значениями скольжения S, найдем соответствующие им значения момента М. Результаты расчетов занесем в таблицу 2.

S	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,254	0,2	0,1	0,05	0
М, Нм	12,04	13,19	14,55	16,17	18,11	20,37	22,83	24,88	25,22	24,52	17,19	9,56	0

Таблица 2

 

7. По данным табл.3 построим график М (s) (рис.1)

 

Рис.1 Механическая характеристика

 

1.3 Анализ технологической  схемы

 

Измельчение считается важнейшей  подготовительной операцией, поскольку  влияние качества измельчения на результаты последующих разделительных процессов исключительно велико.

Переизмельчение способствует образованию  тонкодисперсного шлама, оказывающего отрицательное влияние на процесс  обогащения. Оно вызывает потери при  обогащении, уменьшает эффективность  работы сгустителей, отстойников и  фильтров, ведет к излишнему перерасходу дорогостоящих реагентов, увеличению влажности концентрата, а также к ухудшению его качества. Укрупнение продукта снижает извлечение ценного компонента, попадающего с крупными классами в хвосты. К тому же эта операция составляет значительную долю в себестоимости переработки руды по фабрике в целом. Задача, стоящая перед отделением измельчения, – обеспечение обогатительных переделов кондиционным по крупности продуктом. Системы автоматизации призваны способствовать разрешению этой задачи.

При измельчении необходимо выделить классы крупности, которые существенно  влияют на потери полезного компонента с отходами. В классификаторах  гидравлического типа, работающих в  замкнутом цикле с мельницей, регулирование выделенных классов  реализуется сравнительно просто путем изменения скорости восходящего потока в корыте классификатора изменением расхода добавляемой воды.

При работе мельниц в блоке с  гидроциклонами для получения удовлетворительных качественно – количественных показателей  работы необходим тщательный подбор параметров технологического режима.

Следует также отметить способы  управления не только отдельными циклами, но и целыми отделениями измельчения. Для этого оценивают характеристики каждого из работающих в отделении  комплексов оборудования (например, по производной циркулирующей нагрузке по производительности) и находят наиболее выгодные нагружения отдельных агрегатов. Эта задача разрешима, конечно, только в рамках АСУТП.

Установлено, что при использовании  в качестве аппаратов поверочной классификации гидроциклонов весьма важно для успешного функционирования названных систем автоматизации поддержание заданного уровня и плотности суспензии в зумпфе, из которого последняя перекачивается на эти аппараты.

Для гидроциклонов еще необходимо поддерживать постоянное давление на входе. Совместное выполнение этих требований затруднено, поэтому на практике стараются находить приемлемые компромиссные решения. Одно из таких решений – создание холостого циркуляционного контура, ответвленного от основного трубопровода, по которому суспензия подается на классификацию,[3].

Основными регулирующими воздействиями  являются изменение расходов руды и  воды в мельницу, расхода воды в  классификатор, частота вращения мельницы, степень заполнения барабана.

В частично – замкнутом цикле эффективный способ управления –  воздействие непосредственно на циркулирующую нагрузку путем регулирования доли песков, возвращаемых в мельницу первой стадии.

Автоматическое дозирование шаров  в мельницу выполняется в зависимости  от расхода руды, либо по сигналу реле времени.

Шародозировачные устройства, изготовляемые  обычно непосредственно  на обогатительных фабриках, представляют собой вибропитатели  со счетчиками шаров, подача которых  регулируется шиберным затвором, либо барабанные питатели с захватом. Схемы управления дозированием – релейного типа, содержат элементы блокировки, допускают в необходимых случаях вмешательство оператора.

К числу подготовительных процессов  относится и процесс усреднения руды, который снижает колебания  в питании обогатительного процесса (главным образом, высокочастотные колебания) по качественному составу.

Таким образом, можно утверждать, что  рассматриваемая технологическая  схема является одним из наиболее сложных технологических процессов  на обогатительных фабриках. Автоматизация данного технологического процесса представляет собой сложную многоуровневую задачу по управлению и регулированию нескольких зависимых и независимых технологических параметров. Следует отметить наличие отдельных независимых подпроцессов, что позволяет облегчить задачу проектирования системы автоматизации,[4].