Контрольная работа: Расчет теоретического баланса продуктов обогащения угля
Производим корректировку
результатов дробной флотации угла класса 0-0,5 мм (табл.14). Выход продуктов за
первую и шестую минуты обозначим соответственно через x и y; выход и зольность
продуктов берем из табл.4; зольность в строке «Итого» берем из табл.6.
Составляем уравнения баланса:
,
откуда получаем x=51,89%, y=14,61 %.
Таблица 14
Результаты дробной флотации угля класса
0-0,5 мм после корректировки
Время флотации, мин
γк, %
Аd, %
1
51,89
4,0
2
20,0
10,0
3
8,6
19,6
4
2,0
37,1
5
2,9
49,5
6
14,61
78,1
Итого:
100,0
19,35
Суммарные показатели
результатов дробной флотации угля определяем аналогично суммарным показателям
фракционного состава машинных классов.
Таблица 15
Результаты дробной флотации угля
класса 0-0,5 мм
Время флотации,
мин.
Выход
γк, %
Зольность
Аd, %
Суммарно
концентрат
хвосты
γ, %
Аd, %
γ, %
Аd, %
1
2
3
5
6
7
8
1
51,89
4,0
51,89
4,0
100
19,35
2
20,0
10,0
71,89
5,67
48,11
35,9
3
8,6
19,6
80,49
7,16
28,11
54,33
4
2,0
37,1
82,49
7,88
19,51
69,65
5
2,9
49,5
85,39
9,3
17,51
73,36
6
14,61
78,1
100
19,35
14,61
78,1
Итого:
100
19,35
—
—
—
—
6. Строим кривые обогатимости
машинных классов и суммарного класса по данным табл.11, 12, 13 (рис. 1, 2, 3) и
кривые флотируемости угля класса 0-0,5 мм по данным табл.14 (рис.4).
Кривые обогатимости строим
следующим образом.
Квадрат длиной стороны
200 мм разбиваем тонкой сеткой на квадратики 1010 мм. На оси ординат (левая
вертикальная сторона) откладываем в масштабе через каждые 5% (сверху вниз)
выхода фракций, которые всплыли, а на оси абсцисс (слева направо) через каждые
5% - зольности фракций. На правой вертикальной шкале квадрата в таком же
масштабе откладываем суммарный выход утонувших фракций через каждые 5% (снизу
вверх). На верхней стороне квадрата через каждые 100 кг/м3 откладываем
плотности фракций (справа налево).
Кривую элементарных
фракций λ = γ(Ad)
строим по данным граф 5 и 3, для чего проводим линии суммарных выходов
всплывших фракций, на которых откладываем последовательно зольность фракций и
поднимаем перпендикуляры в пределах каждой фракции таким образом, чтобы каждая
из них представляла собой прямоугольник высотой выхода данной фракции, и
шириной зольности данной фракции. Через середины проведенных перпендикуляров
проводим сглаженную кривую λ так, чтобы площади отсекаемых треугольников в
пределах каждой фракции были равновеликими.
Кривую концентрации β
= γ(Аd) строим по данным граф 5 и 6, для
чего на линиях суммарных выходов откладываем суммарные зольности всплывших
фракций, и полученные точки соединяем плавной кривой как обычный график.
Кривую отходов θ =
γ(Аd) cтроим по данным граф 7 и 8. Выход берем на правой
вертикальной шкале. Выхода потонувших фракций – дополнение к выходам всплывших
фракций, и поэтому тоже лежат на линиях суммарных выходов. Зольности
откладываем на нижней горизонтальной шкале. Полученные точки тоже соединяем
плавной линией.
Кривую плотности δ =
γ(ρ) строим по данным граф 1 и 5. Если плотность фракции <1,3
г/см3, то она всплывет при плотности разделения 1,3 г/см3, тогда, именно эту
плотность и берем для построения кривой обогатимости. Фракция, суммирующая две
фракции: <1,3 г/см3 и 1,3 – 1,4 г/см3 всплывет при плотности разделения 1,4
г/см3, то есть на первую линию суммарного выхода опускаем точку с плотностью
1,3, на вторую – с 1,4 и т.д. В разделении нет плотности 1,7, поэтому после 1,6
следующую точку строим по плотности 1,8. Полученные точки соединяем плавной
кривой.
Начало кривых λ и
β откладываем с зольностью 2-3%, взяв данную зольность как минимальную для
отдельных кусков угля. Окончание кривых λ и θ откладываем на
зольности 90-95% (данная зольность – максимальная зольность отдельных кусков
породы).
3.
Теоретический баланс продуктов обогащения
Теоретический баланс
продуктов обогащения предназначен для определения теоретически возможных показателей
обогащения и составляет основу для расчета качественно-количественной схемы
обогащения.
Теоретический баланс
продуктов обогащения составляем аналитическим способом по таблицам ситового и
фракционного состава машинных классов шихты при заданной плотности разделения,
или графическим – по кривым обогатимости машинных классов при заданной общей
зольности концентрата и зольности породы отдельных машинных классов.
При графическом способе
составления теоретического баланса для получения оптимальных показателей
используем теорему максимального выхода концентрата (теорема Рейнгардта), который
формулируется следующим образом: «Если при раздельном обогащении нескольких
видов угля необходимо получить суммарный концентрат с заданным средним
содержанием золы, то максимальный суммарный выход концентрата с общей заданной
зольностью будет получен при одинаковой средней зольности элементарных слоев
разделения». То есть задаемся нужной зольностью концентрата суммарного класса,
поднимаемся по кривой β и проектируем горизонталь на кривую λ кривых
обогатимости суммарного класса. Из кривой λ, опускаясь на шкалу зольности,
определяем зольность элементарной фракции, по которой выполняется разделение.
Взяв ту же зольность элементарной фракции для крупного и мелкого класса, определяем
зольность концентрата соответствующих классов, выполняя построения в обратном
порядке.
Теорема максимального
выхода для определения выхода породы не используется. Зольность породы
принимается из расчета отвального содержания в ней горючей массы (зольность
>75%).
1. Задаемся средней
зольностью суммарного концентрата Аdк = 8,0%.
На оси абсцисс кривых
обогатимости суммарного класса 0,5-100 мм (рис.3) откладываем в масштабе
зольность концентрата 8,0% и проводим линию, параллельную оси ординат до
пересечения с кривой β. Через точку пересечения проводим демаркационную
линию. Отрезок этой линии от оси ординат до кривой λ ab будет равен зольности элементарного
слоя разделения.
2. Составляем
теоретический баланс продуктов обогащения класса 13-100 мм.
На оси абсцисс кривых
обогатимости класса 13-100 мм (рис.1) откладываем отрезок ab и проводим линию, параллельную оси
ординат, до пересечения с кривой λ. Через точку пересечения проводим
демаркационную линию и находим выход и зольность концентрата: γк=68,0% и Аdк=11,5%.
Зольность породы Аdп находим из уравнения:
Выход продуктов обогащения к шихте
определяем обычным способом:
Данные строки «Итого»
берем из табл.6. Полученные данные заносим в табл.16.
Таблица 16
Теоретический баланс продуктов
обогащения класса 13-100 мм
Продукт
Выход, %
Зольность
Аd, %
γ
γш
Концентрат
68,0
21,03
11,5
Порода
32,0
9,9
72,85
Итого:
100,0
30,93
31,13
3. Теоретический баланс продуктов
обогащения класса 0,5-13 мм (табл.17) составляем по кривым обогатимости (рис.2)
аналогично теоретическому балансу класса 13-100 мм.
Таблица 17
Теоретический баланс продуктов
обогащения класса 0,5-13 мм
Продукт
Выход, %
Зольность
Аd, %
γ
γш
Концентрат
84,5
49,85
6,5
Порода
15,5
9,14
78,89
Итого:
100,0
58,99
17,72
4. Составляем
теоретический баланс продуктов флотации (табл.18).
Задаемся зольностью флотационного
концентрата Аdк = 8,0 % и по кривым флотируемости
угля класса 0-0,5 мм (рис.4) находим выход концентрата γк=83,0% и
флотационных хвостов γх=17,0%.
Зольность флотационных
отходов находим из уравнения баланса:
Таблица 18
Теоретический баланс продуктов
флотации класса 0-0,5 мм
Продукт
Выход, %
Зольность
Аd, %
γ
γш
Концентрат
83,0
8,37
8,0
Хвосты
17,0
1,71
74,76
Итого:
100,0
10,08
19,35
5. На основании табл.16,
17 и 18 составляем общую таблицу теоретического баланса продуктов обогащения
(табл. 19).
Таблица 19
Теоретический баланс продуктов
обогащения
Продукт
Выход, %
Зольность, %
Концентрат класса, мм:
13-100
21,03
11,5
0,5-13
49,85
6,5
0-0,5
8,37
8,0
Итого концентрата:
79,25
7,98
Порода класса, мм:
13-100
9,9
72,85
0,5-13
9,14
78,89
0-0,5
1,71
74,76
Итого отходов:
20,75
75,67
Всего:
100
22,03
Проверяем правильность
составления всего теоретического баланса:
- зольность шихты.
Список литературы
1.Артюшин С.П. Проектирование углеобогатительных фабрик. Изд.
2-е. перераб. и доп. М., «Недра», 1974. 200 с.
2.Артюшин С.П. Обогащение углей. Учебник для вузов. М.,
«Недра», 1973.
3.Бедрань Н.Г. Обогащение углей. – М., «Недра»,1988, 206 с.