7. ВИБІР І РОЗРАХУНОК ВОДНО-ШЛАМОВОЇ СХЕМИ

7.1 Порядок розрахунку водно-шламової схеми

Метою проектування водно-шламової схеми є забезпечення оптимальних концентрацій пульпи (гідросумішей) у технологічних операціях і продуктах схеми; визначення кількості води, що додається в операції або видаляється з продуктів при зневодненні; визначення потреби збагачувальної фабрики у воді і складання балансу води.

Задані показники збагачення будуть досягнуті тільки в тому випадку, якщо всі технологічні операції будуть проходити при оптимальних розрідженостях. Значення розрідженостей встановлюються виходячи з експериментальних даних з урахуванням досвіду роботи збагачувальних фабрик-аналогів. Для успішного здійснення деяких технологічних операцій необхідно не тільки забезпечити оптимальну розрідженість у живленні, але й подавати в операцію певну кількість додаткової води (наприклад, підрешітна вода при відсадці). Оптимальні значення розрідженостей в операціях і продуктах (табл. 7.1 і 7.2) коливаються в широких межах залежно від властивостей матеріалу, що переробляється, і вимог до продуктів переробки.

Розрахунок водно-шламової схеми виконується з використанням формул (6.33)-(6.36).

Вихідні дані для розрахунку водно-шламової схеми можуть бути розділені на три групи:

- до першої групи відносять оптимальні значення розрідженостей в окремих операціях і продуктах, які можна регулювати (наприклад, розрідженість живлення флотації);

- другу групу складають показники, що характеризують вологість продуктів, величина якої не залежить від виконавця і практично не регулюється (наприклад, вологість вихідного матеріалу);

- третя група представлена нормами витрати додаткової технічної води, що необхідна для ведення технологічного процесу (табл. 7.3).

Порядок розрахунку водно-шламової схеми наступний:

- складають таблицю загальноприйнятої форми (табл. 7.4), куди для кожної операції заносять показники кожного продукту, що надходить в дану операцію і виходить з неї: вихід γ, масу Q і зольність A^d (або вміст корисного компонента β). Для продуктів і операцій з відомими вологістю W_t^r і розрідженістю R за формулами (6.33) і (6.36) розраховують кількість у них води W;

- за рівняннями балансу (6.34) - (6.35) визначають кількість води, що додається в окремі операції і продукти, й одночасно обчислюють кількість води та розрідженість у всіх інших операціях і продуктах схеми.

Таблиця 7.1 -- Вміст твердої фази (за масою) і розрідженість в операціях та продуктах збагачення руд

Таблиця 7.2 -- Вологість і розрідженість продуктів збагачення вугілля

Таблиця 7.3 -- Норми витрати води в операціях обробки вугілля і руд

- у разі потреби за формулами (7.1) і (7.2) визначають вологість W_t^r деяких продуктів (наприклад, товарних), а за формулою (7.3) вміст твердого p у потоках схеми (наприклад, в оборотній воді):

W_t^r = W / (Q + W) ; (7.1)

W_t^r = 100R / (1 + R) ; (7.2)

; (7.3)

- за результатами розрахунку складають баланс води по фабриці і визначають питомі витрати води на 1т збагачуваного матеріалу.

Розглянутий метод розрахунку водно-шламової схеми дуже простий, але він не дозволяє врахувати накопичення шламів в оборотній воді в результаті її циркуляції.

Таблиця 7.4 -- Розрахунок водно-шламової схеми

2. Порядок розрахунку системи реґенерації оборотної води

Накопичення шламів в оборотній воді фабрики відбувається в результаті багаторазового використання великих кількостей води в технологічних процесах і неповного виведення тонкодисперсних мінеральних частинок із замкнутих технологічних циклів. Джерелом утворення шламів служить дроблення, подрібнення і розтирання корисної копалини в процесі її видобування, транспортування і збагачення, а також розмокання у воді глинистих компонентів. Оборотна вода, що містить шлам, має в порівнянні з чистою підвищену густину, в'язкість і концентрацію солей, що несприятливо позначається на ході технологічного процесу. Тому при проектуванні замкненої водно-шламової схеми необхідно розрахувати і вибрати такий варіант, який дозволив би одержати чистішу оборотну воду.

У практиці збагачення застосовують наступні замкнені цикли прояснення оборотної води:

- багатостадійні цикли реґенерації оборотної води. Найчастіше застосовуються двостадійні цикли, характерною рисою яких є використання зливу другої стадії прояснення як оборотну воду;

- водно-шламові цикли реґенерації оборотної води з повною переробкою зливу флотацією. За цими схемами шламові води частково використовуються як транспортна вода при відсадці, частково -- направляються на згущення в гідроциклони, злив яких підлягає флотації. Відходи флотації згущуються із застосуванням флокулянтів, злив згущувачів -- як оборотна вода;

- водно-шламові цикли реґенерації оборотної води з частковою переробкою зливу флотацією. У цих схемах на флотацію направляється частина шламових вод після виділення з них грубозернистого шламу;

- замкнуті цикли реґенерації оборотної води без згущення перед флотацією. Для зменшення накопичення тонких шламів на флотацію направляють злив вузла уловлювання шламу. Основним засобом реґенерації оборотної води в замкнутих циклах є процес флотації.

Вибір оптимального варіанта схеми реґенерації шламових вод може бути здійснений на основі розрахунку альтернативних варіантів і їхнього порівняння. Для цього складну систему реґенерації шламових вод представляють у вигляді укрупнених технологічних блоків, де кожний з них виконує певну функцію. Взаємодія блоків визначає роботу всієї системи в цілому. Блокова побудова системи реґенерації зручна для її математичного опису і, крім того, дозволяє виконати розрахунок з урахуванням накопичення і циркуляції шламів.

Порядок розрахунку водно-шламової схеми вуглезбагачувальної фабрики наступний:

- у результаті розрахунку технологічної схеми гравітаційного відділення збагачувальної фабрики одержують вихідні дані для розрахунку водно-шламової схеми -- характеристику шламу (кількість грубозернистого q₁^+0,5 і тонкозернистого шламу q₁^-0,5, його зольність А₁^+0,5 і А₁^-0,5) і кількість води, що надходить зі шламом W₁;

- залежно від кількості шламів і їх складу вибирається варіант водно-шламової схеми (наприклад, рис. 7.1);

- відповідно до обраного варіанта схеми, використовуючи експериментальні або дослідницькі (табл. 7.5) дані, для розрахунку призначають:

- частку рециркуляції потоків S_i ,

- вилучення класу --0,5 мм у згущений (зневоднений) продукт ε_i ,

- вилучення класу +0,5 мм у згущений (зневоднений) продукт η_i ,

- розрідженість деяких продуктів R_i .

Таблиця 7.5 -- Параметри водно-шламових блок-схем

- з урахуванням вихідних і призначених додаткових даних обчислюють:

- вилучення класу --0,5 мм в оборотну воду:

U = S₁ + (1 -- S₁)[ S₂ (1 --ε₁) + S₃ ε₁(1 -- ε₃) + (1 -- S₂)(1 -- ε₁)(1 -- ε₂), (7.1)

- вилучення класу +0,5 мм в оборотну воду:

I = S₁ + (1 -- S₁)[ S₂ (1 --η₁) + S₃ ε₁(1 -- η₃) + (1 -- S₂)(1 -- η₁)(1 -- η₂), (7.2)

- коефіцієнт циркуляції шламів:

класу --0,5 мм

K₁ = (1 -- U) ^--1 , (7.3)

класу +0,5 мм

К₂ = (1 - І) ^--1, (7.4)

сумарний

K₀ = (K₁q₁^-0,5 + K₂q₂^+0,5) / (q₁^-0,5 + q₂^=0,5) , (7.5)

- ефективність системи реґенерації

Е_Р = К₀^-1, (7.6)

- визначають кількість шламів і води в продуктах схеми (табл. 7.6)

Таблиця 7.6 -- Кількість шламів і води в продуктах схеми

- виконують розрахунок зольності продуктів схеми:

A_i = (q_i^-0,5 A₁^-0,5 + q_i^+0,5 A₁^+0,5) / Q_i , (7.7)

- визначають вміст твердого в оборотній воді і її складових за формулою (7.3).

За результатами розрахунку можна судити про вміст шламів у кожному зі складових оборотної води фабрики і при необхідності трансформувати схему з метою одержання оборотної води необхідної якості.

вгору