Расчет количественной схемы обогащения

 

Рассчитать в относительных показателях схему обогащения медно - никелевой руды (рис. 1). Расчет полезного компонента берем по никелю с исходным содержанием в руде 0,71%. В схеме десять операций, из них шесть операций разделения и четыре смешивания. Семнадцать продуктов состоят из: исходной руды, двенадцати продуктов, получаемых в операциях разделения, и четырех продуктов, получаемых в операциях смешивания. Следовательно: n = 17; n_p = 12; a = 10; a_p = 6; c = 2.

1. Определяем необходимое и достаточное число исходных показателей для расчета схемы по формуле (1):

N = 2 (1 + 12 – 6) – 1 = 13

 

2. Определяем необходимое и достаточное число исходных показателей относящихся к продуктам обработки по формуле (2):

N_П = 2 (12 – 6) = 12

 

3. Определяем максимальное число показателей извлечения по формуле (3):

N_{e max} = 12 – 6 = 6

 

4. Определяем число показателей по формуле (4), при условии что N_g= 0 и N_e = 6:

N_П = N_b + N_e + N_g;

12 = 0 + N_b + 6;

N_b = 6

Таким образом, исходными показателями являются: один показатель относящийся к исходной руде (b₁), шесть показателей извлечения и шесть показателей содержания в концентратах отдельных операций обогащения.

5. Принимаем на основании анализа результатов испытаний обогащения руды и практики действующей обогатительной фабрики численные значения исходных показателей:

содержание никеля в исходной руде b₁= 0,6%;

содержание никеля в концентрате после межцикловой флотации b₇= 2,2%;

содержание никеля в концентрате после основной флотации b₁₆= 2,4%;

содержание никеля в конечном концентрате b₂₀= 5,22%;

содержание никеля в хвостах после I перечистки b₂₅= 0,171%;

содержание никеля в концентрате после II перечистки b₂₆= 2,1%;

содержание никеля в хвостах после II перечистки b₂₇= 0,38%;

извлечение никеля в концентрат после межцикловой флотации e₇= 98%;

извлечение никеля в концентрат после основной флотации e₁₆= 86%;

извлечение никеля в окончательный концентрат e₂₀= 74,6%;

извлечение никеля в хвосты после I перечистки e₂₅= 10,2%;

извлечение никеля в концентрат после II перечистки e₂₆= 10,8%;

извлечение никеля в хвосты после II перечистки e₂₇= 12,4%;

 

6. Определяем значения e:

e₁= 100% т.к. начальное извлечение в первичной руде 100%;

e₂ = e₁ + e₅ = 100 + 300 = 400%; e₅ = 300% т.к. на классификации задана циркуляция 300%;

e₂ = e₃ = 400%;

e₄ = e₁ = 100%;

e₁₈ = e₁₆ + e₂₆ + e₇ = 86 + 98 + 10,8 = 194,8%;

e₂₁ = e₁₈ - e₂₀ = 194,8 – 74,6 = 120,2 %;

e₆ = e₄ + e₂₁ = 100 + 120,2 = 220,2%;

e₈ = e₆ - e₇ = 220,2 – 98 = 122,2%;

e₁₀ = e₈ = 122,2%;

e₉ = ;

e₁₁ = e₉ - e₁₀ = 152,75 – 122,2 = 30,55%;

e₁₅ = (e₁₁/100) × 300 = (30,55/100) × 300 = 91,65%; т.к. задана циркуляция на классификации 300%;

e₁₂ = e₁₁ + e₁₅ = 30,55 + 91,65 = 122,2 %;

e₁₃ = e₁₂ = 122,2 %;

e₁₄ = e₁₁ = 30,55%;

e₁₇ = e₁₀ - e₁₆ = 122,2 – 86 = 36,2 %;

e₁₉ = e₂₇ + e₁₇ = 12,4 + 36, 2 = 48,6 %;

e₂₄ = e₂₇ + e₂₆ =10,8 + 12,4 = 23,2%;

e₂₂ = e₂₄ + e₂₅ = 23,2 + 10,2 = 33,4%;

e₂₃ = e₁₉ - e₂₂ = 48,6 – 33,4 = 15,2%;

e₂₈ = e₂₅ + e₂₃ = 10,2 + 15,2 = 25,4%;

Проверка:

e₁ = e₂₈ + e₂₀ =25,4 + 74,6 = 100%

 

7. Определяем выход продуктов 7, 16, 20, 25, 26, 27 с известными значениями b_n по формуле (5):

γ₇ = 0,6 * 98 / 2,2 = 26,73%;

γ₁₆ = 0,6 * 96 / 2,4 = 21,5%;

γ₂₀ = 0,6 * 74,6 / 5,22 = 8,57%;

γ₂₅ = 0,6 * 10,2 / 0,171 = 35,79%;

γ₂₆ = 0,6 * 10,8 / 2,1 = 3,09%;

γ₂₇ = 0,6 * 12,4 / 0,38 = 19,58%;

 

8. Определяем выходы всех остальных продуктов схемы по уравнениям баланса:

g₁ = 100%;

g₂ = g₁ + g₅ = 100 + 300 = 400%; g₅ = 300% т.к. задана циркуляция на классификации 300%;

g₃ = g₂ = 400%;

g₄ = g₁ = 100%;

g₁₈ = g₁₆ + g₂₆ + g₇ = 21,5 + 3,09 + 26,73 = 51,32%;

g₂₁ = g₁₈ - g₂₀ = 51,32 – 8,57 = 42,75%;

g₆ = g₄ + g₂₁ = 100 + 42,75 = 142,75%;

g₈ = g₆ - g₇ = 142,75 – 26,73 = 116,02%;

g₁₀= g₈ = 116,02%;

g₉ = g₁₀ / 80 * 100 = 116,02 / 80 * 100 = 145,02%;

g₁₁ = g₉ - g₁₀ = 145,02 – 116,02 = 29%;

g₁₅ = (g₁₁ / 100) × 300 = (29 / 100) × 300 = 87%; т.к. задана циркуляция на классификации 300%;

g₁₂ = g₁₁ + g₁₅ = 29 + 87 = 116%;

g₁₃ = g₁₂ = 116%;

g₁₄ = g₁₁ = 29%;

g₁₇ = g₁₀ - g₁₆ = 116,02 – 21,5 = 94,52%;

g₁₉ = g₁₇ + g₂₇ = 94,52 + 19,58 = 114,1%;

g₂₄ = g₂₆ + g₂₇ = 3,09 + 19,58 = 22,67%;

g₂₂ = g₂₅ + g₂₄ = 35,79 + 22,67 = 58,46%;

g₂₃ = g₁₉ - g₂₂ = 114,1 – 58,46 = 55,64%;

g₂₈ = g₂₅ + g₂₃ = 35,79 + 55,64 = 91,43%;

Проверка:

g₁ = g₂₈ + g₂₀ = 91,43 + 8,57 = 100%

 

9. Определяем содержание металла в продуктах 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 28 по формуле (6):

β₂ = 0,6 * 400 / 400 = 0,6%;

β₃ = β₂ = 0,6%;

β₄ = 0,6 * 100 / 100 = 0,6%;

β₅ = 0,6 * 300 / 300 = 0,6%;

β₆ = 0,6 * 220,2 / 142,75 = 0,92%;

β₈ = 0,6 * 122,2 / 116,02 = 0,63%;

β₉ = 0,6 * 152,75 / 145,02 = 0,63%;

β₁₀ = 0,6 * 122,2 / 116,02 = 0,63%;

β₁₁ = 0,6 * 30,55 / 29 = 0,63%;

β₁₂ = 0,6 * 122,2 / 116 = 0,63%;

β₁₃ = β₁₂ = 0,63%;

β₁₄ = 0,6 * 30,55 / 29 = 0,63%;

β₁₅ = 0,6 * 91,65 / 87 = 0,63%;

β₁₇ = 0,6 * 36,2 / 94,52 = 0,23%;

β₁₈ = 0,6 * 194,8 / 51,32 = 2,28%;

β₁₉ = 0,6 * 48,6 / 114,1 = 0,25%;

β₂₁ = 0,6 * 120,2 / 42,75 = 1,69%;

β₂₂ = 0,6 * 33,4 / 58,46 = 0,34%;

β₂₃ = 0,6 * 15,2 / 55,64 = 0,16%;

β₂₄ = 0,6 * 23,2 / 22,67 = 0,61%;

β₂₈ = 0,6 * 25,4 / 91,43 = 0,17%;

 

10. Определяем вес продуктов по формуле (7):

В нашем случае Q₁ = 10000000 т/год, используем формулу:

т/час (8) [1]

где Q_г – производительность фабрики т/год;

k – коэффициент равный 0,95 – 0,98;

для того чтобы перевести Q₁ из т/год в т/час.

Q₁ = т/час;

Q₂ = 1289,9 × 4 = 5159,6 т/час;

Q₃ = Q₂ = 5159,6 т/час;

Q₅ = 1289,9 × 3 = 3869,7 т/час;

Q₄ = Q₁ = 1289,9 т/час;

Q₆ = 1289,9 × 1,4275 = 1841,3 т/час;

Q₇ = 1289,9 × 0,2673 = 344,8 т/час;

Q₈ = 1289,9 × 1,1602 = 1496,5 т/час;

Q₉ = 1289,9 × 1,4502 = 1870,6 т/час;

Q₁₀ = 1289,9 × 1,1602 = 1496,5 т/час;

Q₁₁ = 1289,9 × 0,29 = 374,1 т/час;

Q₁₂ = 1289,9 × 1,16 = 1496,3 т/час;

Q₁₃ = Q₁₂ = 1496,3 т/час;

Q₁₄ = Q₁₁ = 374,1 т/час;

Q₁₅ = 1289,9 × 0,87 = 1122,2 т/час;

Q₁₆ = 1289,9 × 0,215= 277,3 т/час;

Q₁₇ = 1289,9 × 0,9452= 1219,2 т/час;

Q₁₈ = 1289,9 × 0,5132 = 661,9 т/час;

Q₁₉ = 1289,9 × 1,141 = 1471,8 т/час;

Q₂₀ = 1289,9 × 0,0857 = 110,5 т/час;

Q₂₁ = 1289,9 × 0,4275 = 551,4 т/час;

Q₂₂ = 1289,9 × 0,5846 = 754,1 т/час;

Q₂₃ = 1289,9 × 0,5564 = 717,6 т/час;

Q₂₄ = 1289,9 × 0,2267 = 292,3 т/час;

Q₂₅ = 1289,9 × 0,3579 = 461,8 т/час;

Q₂₆ = 1289,9 × 0,0309 = 39,8 т/час;

Q₂₇ = 1289,9 × 0,1958 = 252,5 т/час;

Q₂₈ = 1289,9 × 0,9143 = 1179,4 т/час;

Проверка:

Q₁ = Q₂₀ + Q₂₈ = 110,5 + 1179,4 = 1289,9 т/час;

 

Запись результатов расчета количественной схемы обогащения производится в таблицу 3.

 

Таблица 3 – расчёт качественно-количественной схемы
№ операции и продуктов	Наименование операции и продуктов	Q, т/час	g, %	b,%	e,%
I	Измельчение I стадия
	Поступает:
	Руда				1289,9		0,6
	Пески с классификатора		3869,7		0,6
				Итого:	5159,6		0,6
	Выходит:
	продукт измельчения		5159,6		0,6
II	Классификация
	Поступает:
	продукт измельчения		5159,6		0,6
	Выходит:
	Слив классификатора		1289,9		0,6
	Пески классификатора		3869,7		0,6
				Итого:	5159,6		0,6
III	Межцикловая флотация
	Поступает:
	Хвосты основной перечистки	551,4	42,75	1,69	120,2
	Слив классификатора		1289,9		0,6
				Итого:	1841,3	142,75	0,92	220,2
	Выходит:
	Концентрат межцикловой флотации	344,8	26,73	2,2
	Хвосты межцикловой флотации		1496,5	116,02	0,63	122,2
				Итого:	1841,3	142,75	0,92	220,2
IV	Классификация
	Поступает:
	Хвосты межцикловой флотации	1496,5	116,02	0,63	122,2
	Слив классификатора		374,1		0,63	30,55
				Итого:	1870,6	145,02	0,63	152,75
	Выходит:
	Слив классификатора		1496,5	116,02	0,63	122,2
	Пески классификатора		374,1		0,63	30,55
				Итого:	1870,6	145,02	0,63	152,75
V	Основная флотация
	Поступает:
	Слив классификатора		1496,5	116,02	0,63	122,2
	Выходит:
	Концентрат основной флотации	277,3	21,5	2,4
	Хвосты основной флотации		1219,2	94,52	0,23	36,2
				Итого:	1496,5	116,02	0,63	122,2
Таблица 3 - продолжение
VI	Измельчение II стадия
	Поступает:
	Пески классификатора		374,1		0,63	30,55
	Пески классификатора		1122,2		0,63	91,65
				Итого:	1496,3		0,63	122,2
	Выходит:
	Продукт измельчения		1496,3		0,63	122,2
VII	Классификация
	Поступает:
	Продукт измельчения		1496,3		0,63	122,2
	Выходит:
	Слив классификатора		374,1		0,63	30,55
	Пески классификатора		1122,2		0,63	91,65
				Итого:	1496,3		0,63	122,2
VIII	Основная перечистка
	Поступает:
	Концентрат межцикловой флотации	344,8	26,73	2,2
	Концентрат основной флотации	277,3	21,5	2,4
	Концнтрат II перечистки		39,8	3,09	2,1	10,8
				Итого:	661,9	51,32	2,28	194,8
	Выходит:
	Конечный концентрат		110,5	8,57	5,22	74,6
	Хвосты основной перечистки	551,4	42,75	1,69	120,2
				Итого:	661,9	51,32	2,28	194,8
IX	Контрольная флотация
	Поступает:
	Хвосты основной флотации	1219,2	94,52	0,23	36,2
	Хвосты II перечистки		252,5	19,58	0,38	12,4
				Итого:	1471,7	114,1	0,25	48,6
	Выходит:
	Концентрат контрольной флотации	754,1	58,46	0,34	33,4
	Хвосты контрольной флотации	717,6	55,64	0,16	15,2
				Итого:	1471,7	114,1	0,25	48,6
X	I перечистка
	Поступает:
	Концентрат контрольной флотации	754,1	58,46	0,34	33,4
	Выходит:
	Концентрат I перечистки		292,3	22,67	0,61	23,2
	Хвосты I перечистки		461,8	35,79	0,171	10,2
				Итого:	754,1	58,46	0,34	33,4
Таблица 3 - продолжение
XI	II перечистка
	Поступает:
	Концентрат I перечистки		292,3	22,67	0,61	23,2
	Выходит:
	Концнтрат II перечистки		39,8	3,09	2,1	10,8
	Хвосты II перечистки		252,5	19,58	0,38	12,4
				Итого:	292,3	22,67	0,61	23,2
	Для хвостов
	Смешиваются:
	Хвосты контрольной флотации	717,6	55,64	0,16	15,2
	Хвосты I перечистки		461,8	35,79	0,171	10,2
				Итого:	1179,4	91,43	0,17	25,4
	Выходит:
					1179,4	91,43	0,17	25,4

 

 

	Рис. 2. водно-шламовая схема