Измельчение руды ДЦ

ВВЕДЕНИЕ

 

Возрастающие потребности  в цветных металлах заставляют вовлекать  в переработку все более сложные  и труднообогатительные руды, в том  числе окисленные и смешанные.

В большинстве случаев  извлечение окисленных минералов цветных  металлов из окисленных и смешанных руд является проблемой. Более половины потерь цветных металлов в хвостах обогащения и отвалах труднообогатительных руд обусловлено минералами – окислами. На их долю приходится около 13 % потерь меди, 35 %  потерь свинца, 23 % потерь цинка. Между тем окисленные и смешанные руды цветных металлов, широко распространенные в верхних горизонтах месторождений, представляют собой крупный сырьевой источник получения меди, свинца, цинка и других цветных металлов. Значение их будет возрастать по мере вовлечения в переработку новых месторождений.

В настоящее время перерабатываются смешанные и окисленные руды Джезказганского, Кальмакырского и Саякского месторождений. При этом запасы меди, цинка и свинца в богатых окисленных рудах, которые могут перерабатываться вельцеванием, составляют всего 25 – 30 % их общих запасов.

Увеличение объема окисленных и  смешанных руд, поступающих на фабрики, усложняет технологию и ухудшает технико–экономические показатели обогащения, снижает полноту и комплектность использования сырья. Для нейтрализации неблагоприятных особенностей вещественного состава  и повышения эффективности переработки таких руд разрабатываются специальные технологические схемы рудоподготовки, новые процессы и методы обогащения, комбинированные схемы переработки труднообогатимых руд с включением в них операций пиро– и гидрометаллургии.

В Стратегии развития «Казахстан – 2030» большое внимание уделяется  развитию промышленности Казахстана, в том числе, горнодобывающей  и горноперерабатывающей [1].

В связи с этим представляется актуальным разработка проекта автоматизации участка измельчения.

Настоящий проект посвящен вопросам автоматизации и централизации  участка измельчения.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

 

 

1.1 Описание технологической схемы процесса измельчения и классификации

 

Отделение измельчения  цеха обогащения медных руд БЦМ подразделяется на 7 секции.

Каждая секция состоит  из 2-х стерневых мельниц, 3-х шаровых  мельниц и 4-х гидроциклонов. Руда из параболического бункера через  тарельчатый или самотечный питатель поступает на конвейер, который подает руду в стержневую мельницу. Слив стрежневой мельницы с помощью песковых насосов подается в шаровую мельницу. Выход шаровой мельницы насосами подается на классификацию в гидроциклон. Пески гидроциклона направляются на доизмельчение в шаровую мельницу, а слив – на контрольную классификацию в гидроциклон. Пески возвращаются на 3-ю стадию измельчения, а слив отправляется на флотацию.

Отделение измельчения  цеха обогащения медных руд подразделяется на 6 секций, 13, 14 полусекцию руда и шлак металлургического производства после мелкого дробления крупностью –20мм тележками конвейеров №14 и №15 загружаются в бункер отделения измельчения ЦОМР.

Бункер руды выполнен в виде подвесной металлической  конструкции параболического сечения емкостью 21000 тонн. К днищу бункера прикреплены подвесные воронки высотой 1,5 метра, открытые сверху. В нижней части воронок имеются воротники размером 900 на 1100 мм через которые происходит движение руды в питатели, всего в отделении 36 питателей из которых 26 тарельчатых и 7 самотечных. Диаметр тарельчатых питателей 2100мм, число оборотов 8 в минуту, мощность двигателя 4,5кВт. Производительность тарельчатых питателей 250 тонн в час. Под каждыми 3 питателями проходят сборные конвейера №16 (ширина ленты 800мм длинна 12000мм) со скорость движения ленты 1,1 м/сек. С конвейеров №16 руда перегружается на продольные наклонные конвейера №17 (ширина ленты 800мм длинна 17000 угол наклона 12°) и с помощью вращающегося рудоделителя на каждой секции распределяется между 2-мя стержневыми мельницами. Диаметр барабана рудоделителя 800мм, скорость вращения 14 об/мин. С помощью ножевого регулятора, установленного под рудоделителем можно регулировать распределение руды между мельницами в пределах 25%. 

Равномерное питание  мельниц рудой обеспечивается автоматическим регулированием. Принципиальная схема следующая: конвейерные весы установленные на конвейерах №17 сблокированы с отсекающими ножами тарельчатых питателей. Заданный расход руды на секцию устанавливается задатчиком на приборе ЭМП20,[1].

 

 

 

Стержневые  мельницы

Стержневые  мельницы размером  2700*4400  (Удлиненная против стандартного размера на 700мм) с центральной  разгрузкой, с рабочим объемом 22,2м3 и числом оборотов 19,3 об/мин. Привод мельницы осуществляется синхронным электродвигателем с числом оборотов 250 в мин, через муфту и вал-шестерню с числом зубьев 20, на венцовую шестерню с числом зубьев 260.

Стержневые мельницы работают в цикле 1 стадии измельчения  на всех 6-ти секциях и 13 полусекции. Загрузка осуществляется стержнями  первоначального диаметра 80 – 100мм, сталь – 70. Вес стержневой загрузки 42-46 тонн. Футеровка – стальная,[1].

 

Шаровые мельницы

Шаровые мельницы с центральной  разгрузкой размером 2700х4400 (Удлиненная против стандартного размера на 700мм) с рабочим объемом 22,2, м3 с числом оборотов 19,3 об/мин. Привод мельницы осуществляется от синхронного эл.двигателя мощностью 445-500кВт типа ДС-18В7/24 с числом оборотов 250 в минуту. Все шаровые мельницы работают во 2й и 3й стадиях измельчения. Загрузка мельниц осуществляется шарами д-60мм. Вес шаровой загрузки 42-44тонны. Для      улучшения  измельчения стандартный размер горловины уменьшен в 1,8 раза, а в горловине установлена обратная двухзаходная спираль набранная из колосников с размером щели 10мм с тем, чтобы измельчение происходило при низком уровне пульпы в мельнице при нормальной шаровой загрузке. Для подачи песков в мельницу установлены двухчерпаковые улитковые питатели. Шаровые мельницы зафутерованы стальной футеровкой [2].

Схемы измельчения 

I-секция

В состав секции входят 2 стержневые мельницы и 3 шаровые мельницы. Руда и шлак после деления во вращающемся  рудоделителем поступает в стержневые мельницы №1 и №2, схемы которых  идентичны. Разгрузка стержневой мельницы улитковым питателем связанной транспортной трубой диаметром 325мм поступает на классификацию в 4-х реечные классификаторы размером 8500х5500мм с числом качаний граблины 14 в минуту. Пески реечного классификатора в количестве 25% (1 граблина) возвращаются в стержневую мельницу, остальная часть песков с помощью шнекового питателя поступает в шаровую мельницу. Слив классификатора и слив шаровой мельницы объединяются и поступают на классификацию через насос (1,3,9,11) на гидроциклоны Д=1000мм, пески которых поступают в шаровую мельницу №1 №2. Слив гидроциклонов поступает на контрольную классификацию через насос №5 гидроциклоны Д=750мм, пески которого доизмельчаются в шаровой мельнице №25, а слив гидроциклоны является питанием флотации,[1].      

 

2-секция

В  состав секции  входят  2 стержневые  мельницы  и 3 шаровые мельницы.

Шлак и руда  после  деления  на  рудоделителем поступает  на  стержневые   мельницы   №3  № 4.  Слив  стержневых мельниц  с  помощью  пескового  насоса НП-4 на полусекции  №3 и пульпододъемника   на полусекции № 4 подается через насосы №13 и №23 на классификацию в гидроциклоны Д = 1000мм., пески  которого являются питанием шаровых мельниц, а слив поступает через насос №15 на контрольную классификацию в гидроциклоны Д =1000 мм., пески которого отправляются на деизмельчение в шаровую мельниц (3 а). Готовый слив насосами №16,17,19 перекачивается на флотацию.

 

3-секция

В  состав секции  входят  2 стержневые  мельницы  и  3 шаровые  мельницы. Шлак после деления  на  рудоделителе поступает  на  стержневые   мельницы   №5  № 6. Слив стержневых через пульпоподъемники и насосы (№27,33) поступают на классификацию в гидроциклоны Д-1000мм. Пески являются питанием шаровых мельниц (5 II прием, 6 II прием), а слив через насос №29 перекачивается на контрольную классификацию в гидроциклон, пески которого поступают на доизмельчение в шаровую мельницу (№5а), слив самотеком на флотацию.

 

4-секция

В  состав секции  входят  2 стержневые  мельницы  и  3 шаровые  мельницы.

Шлак и руда после  деления  на  рудоделителе поступает  на  стержневые   мельницы   №7  № 8. Разгрузка стержневых мельниц насосами подается на вторую стадию измельчения . Выход шаровых мельниц поступают на классификацию в гидроциклоны Д=1000 мм., пески гидроциклона возвращаются на вторую стадию измельчения. Слив поступает на третью стадию измельчения. Выход шаровой мельницы поступает на насос №37 ,который качает на гидроциклон, пески поступают в мельницу, а слив на флотацию.    

 

5-секция

На секции перерабатывается шлак металлургического производства  и смесь руд саякского и коунырадского месторождения. В состав секции входят 2 стержневые и 2 шаровые мельницы.

Шлак и руда после  деления во вращающемся рудоделителе поступает в стержневые мельницы (№9,10). Разгрузка стержневой мельниц  №9 поступает на насос который  качает  в шаровую мельницу. Выход шаровой мельницы поступают на насос который качает на гидроциклон, пески возвращаются шаровую мельницу II стадии измельчения. Слив гидроциклона самотеком поступает на флотацию. Разгрузка стержневой мельницы №10 улитковым питателем связанной с ним транспортной трубой Д=325мм поступает на классификацию на 4 реечный классификатор размером 8500х5500мм с числом качаний граблин 14 в минуту. Пески реечного классификатора в количестве 25% (1 граблина ) возвращаются в стержневую мельницу, остальная часть песков с помощью шнекового питателя поступает в шаровую мельницу №10. Слив классификатора и слив с шаровой мельницы поступают через насосы  (№47,53) на классификацию в гидроциклоны диаметр 1000мм. Пески гидроциклона возвращаются на доизмельчение в шаровую мельницу №10, а слив самотеком поступает на флотацию.

 

6 – секция

На секции перерабатываются коунрадские руды и смесь коунрад-шлак. В состав секции 2 шаровые мельницы. Руда после деления во вращающемся  рудоделителе поступает в стержневые мельницы №11, №12. Разгрузка стержневой мельницы улитковым питателем и транспортной трубой подается в 4-х реечный классификатор размером 8500х5500мм. Пески реечного классификатора в количестве 25% (1 граблина) возвращаются в стержневую мельницу, остальная часть песков с помощью шнекового питателя поступают в шаровую мельницу ( №11, №12). Слив реечного классификатора и разгрузка шаровой мельницы через насосы (55,57,65,67) поступают на классификацию в гидроциклон диаметром 1000-750мм. Пески гидроциклона возвращаются на доизмельчение в шаровую мельницу (№11,№12), а слив через насос №56 направляется на контрольную классификацию в гидроциклон Д - 100–мм. Пески направляются на доизмельчение в мельницу №26. Готовый слив насосами №74 - №76 перекачиваются на флотацию,[1].

 

Измельчение Шатыркольской  руды

    Руда после  мелкого дробления подается в  деревянный бункер V=100м3. Из бункера конусным самотечным питателем, руда подается на два последовательно установленных конвейеров, подающих руду в шаровые мельницы №1 и №2, находящиеся на МОФ, где осуществляется первая стадия измельчения. Выход шаровой мельницы №1, насосами №5,№6 перекачивается в коробку насосов №1 и №2, куда поступает выход шаровой мельницы №2. Насосами №1 и №2 пульпа перекачивается в коробку насосов №77, №78, расположенных в ЦОМР, подающие материал на классификацию в гидроциклоны Д=750мм. Слив гидроциклонов поступает в коробку насосов №96,№97 которые перекачивают материал на флотацию. Пески гидроциклонов поступают на вторую стадию измельчения в шаровую мельницу №29 полусекции №14, выход которой отправляется в коробку насосов №77,№78.

        На рисунке 1.1 представлена система управления секцией измельчения обогатительной фабрики.

В данном технологическом  процессе обеспечивается измельчение  и классификация.

Пульпа поступает в  зумпф от шаровой мельницы, туда же поступает и вода для создания определенной плотности пульпы.

Насос подает пульпу на гидроциклон, где происходит ее классификация.

Замкнутый цикл представляет единую систему, в которой  контролируется крупность продукта измельчения. В качестве классифицирующих  аппаратов,  разделяющих продукт мельницы на готовый (слив) и возвратный (пески), применяются центробежные — гидроциклоны.   

Операции  измельчения производят в одну, две  или три стадии в зависимости от текстурно-структурных свойств руды, ее измельчаемости, крупности питания мельницы и требуемой крупности измельченного продукта. При измельчении в три стадии материал в первой стадии измельчают до 3—1,6 мм, во второй — до 0,5 мм, в третьей — до 0,1—0,04 мм.

 

 

Рисунок 1.1 Система управления секцией измельчения

 

 

 

1.2 Описание технологического оборудования и условия его работы

 

1.2.1 Шаровая мельница

 

В технологическом процессе используются шаровые мельницы с  решеткой, которая представляет в соответствии с рисунком 1.2 цилиндрический барабан 5 с торцевыми крышками 7 и 4, имеющими пустотелые цапфы, посредством которых барабан опирается на коренные подшипники 3 и 8. В барабан загружаются стальные или чугунные шары  (от 40 до 120 мм). Вращение барабану передается от электродвигателя посредством зубчатой передачи. Для этого на барабан укрепляется зубчатый венец 11, а на приводном валу - ведомая шестерня.

Исходный материал загружается  в мельницу питателем 1 через левую  полую цапфу 2, снабженную загрузочной воронкой 4. Измельченный материал разгружается через правую цапфу 8, футерованную разгрузочной воронкой 9.

Барабан изготавливается  сварным или клепанным из толстой  листовой стали. На оба конца барабана приклепываются или привариваются  стальные обработанные фланцы для прикрепления торцевых крышек. Иногда барабан изготавливают литым из стали и чугуна или стали с фланцами на концах.

В качестве электродвигателя применяется низкоскоростной синхронный двигатель с диапазоном частоты  вращения 187 мин ^–1 .

Шаровая мельница с решеткой (МШР) предназначена для мокрого помола и работает в замкнутом цикле с классифицирующем устройством. Поэтому для загрузки мельницы применяется питатель, который загружает мельницу одновременно пусковым материалом и песками классификатора (гидроциклона).