Определение показателей замкнутого цикла измельчения титаномагнетитовой руды с учётом закономерностей измельчения и разделения по крупности

• Автор: Мушкетов, Антон Андреевич
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ОБОГАЩЕНИЯ МАГНЕТИТОВЫХ РУД И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Типовая схема измельчения и обогащения магнетитовых руд и пути повышения технико-экономических показателей производства железного концентрата
1.2 Повышение технико-экономических показателей обогащения за счёт использования различного измельчительного и классифицирующего оборудования
1.3 Повышение технико-экономических показателей обогащения за счёт использования различного обогатительного оборудования
1.4 Теоретическая база моделирования и оптимизации циклов измельчения
1.5 Постановка задач исследований
2 КИНЕТИКА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТИТАНОМАГНЕТИТОВОЙ РУДЫ ГУСЕВОГОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКТОВ И АППАРАТОВ ЦИКЛОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
2.1 Анализ характеристик продуктов замкнутых циклов измельчения магнетитовых руд
2.2 Экспериментальное определение кинетики измельчения промпродукта ММС-1 обогатительной фабрики Качканарского ГОКа и перераспределения железа по классам крупности
2.3 Показатели работы мельницы и сепарационные характеристики разделительных аппаратов замкнутого цикла измельчения
2.4 Выводы
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ЗАМКНУТОМ ЦИКЛЕ
3.1 Модель продолжительности пребывания материала в промышленной мельнице, работающей в каскадном режиме, с центральной разгрузкой заданного типоразмера
3.2 Модель соотношений параметров работы промышленной и лабораторной мельниц
3.3 Модель кинетики измельчения материала в лабораторной мельнице
3.3.1 Получение экспериментальной кинетики измельчения классов
крупности для различных гранулометрических составов исходного материала

3.3.2 Математическое описание экспериментальных кривых кинетики измельчения классов крупности в лабораторной мельнице для различных гранулометрических составов
3.3.3 Математическое исследование полученных уравнений кинетики измельчения классов крупности в лабораторной мельнице
3.4 Математическое моделирование гранулометрического состава слива промышленной мельницы
3.5 Алгоритм моделирования замкнутого цикла измельчения второй стадии ОФ Качканарского ГОКа
3.6 Проверка соответствия модели реальному процессу измельчения в замкнутом цикле
3.7 Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТИТАНОМАГНЕТИТОВОЙ РУДЫ И ВЫБОР ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА
4.1 Критерии оценки работы замкнутых циклов второй стадии измельчения ОФ Качканарского ГОКа
4.2 Исследование замкнутого цикла II стадии измельчения ОФ Качканарского ГОКа
4.3 Выбор оборудования и оптимизация цикла измельчения второй стадии ОФ Качканарского ГОКа секций № 1-15 с целью достижения проектных показателей измельчения при большей производительности питания
4.3.1 Применение мельницы большего типоразмера
4.3.2 Применение насосного оборудования с большей объёмной производительностью
4.4 Моделирование двухстадиальных схем для секций № 1-15 ОФ Качканарского ГОКа с целью получения конечного концентрата
4.4.1 Моделирование показателей измельчения схемы №
4.4.2 Моделирование показателей измельчения схемы №
4.4.3 Моделирование показателей измельчения схемы №
4.4.4 Сравнение показателей работы замкнутых циклов схем № 1, 2 и 3.
4.5 Выводы
Заключение
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Рудоподготовительные операции на обогатительных предприятиях являются самыми энергозатратными и во многом определяют показатели обогащения руды.
Для технологических схем переработки руд наибольшее влияние на показатели обогащения оказывают операции измельчения. Значимость результатов работы измельчительного оборудования для операций обогащения заключается в том, что переизмельчение и недоизмельчение материала может привести к занижению качества конечного концентрата и к снижению извлечения ценного компонента в концентрат. Применительно к фабрикам, перерабатывающим магнетито-вые руды, оптимизация схем измельчения имеет важное значение. Так, недоизмельчение или переизмельчение магнетитовой руды вызывает снижение содержания железа, увеличения содержания вредных и шлакообразующих примесей в концентрате и потерь железа с хвостами. Снижение качества железного концентрата приводит к снижению его цен, рентабельности производства и к увеличению затрат в металлургическом переделе.
Более половины общефабричного расхода электроэнергии приходится на операции измельчения, что объясняется большим энергопотреблением двигателей мельниц и насосов. В зависимости от рассчитанного объёма мельницы происходит выбор классифицирующего и насосного оборудования. Учитывая высокие производительности железообогатительных фабрик (несколько десятков миллионов тонн руды в год), выбор необходимого количества мельниц напрямую влияет на проектные показатели схемы обогащения и на капитальные и эксплуатационные затраты фабрики.
Основной целью любой методики расчёта мельниц является определение необходимого количества измельчительного объёма, при котором будет получен материал заданной крупности. При этом могут учитываться различные факторы, такие как производительность питания мельницы, физико-механические свойства руды, крупности питания мельницы и её шаровой загрузки и т.д.

руды в процессе её измельчения в промышленной мельнице может быть описана при помощи уравнения кинетики измельчения в лабораторной мельнице.
Идентичность результатов измельчения материала в лабораторной и промышленной мельницах характеризуется равенством различных критериев
АР/(А ■ Уп)=Ф(К„, Ка, Ks, Кэ), ( 1 • 11 )
где AP/(A-VT„) - критерий использования энергии шаров; Ар — энергия воздействия шаров на разрушаемые зёрна, Дж; А - удельная работа разрушения зёрен измельчаемого материала, Дж/м3; VTU — объём разрушаемых зёрен; Кы - критерий механической энергии шаровой загрузки; К& - критерии подобия концентрации твёрдой фазы в пульпе; Ks - критерий подобия площадей контактирования шаров; Кэ - критерий энергетического подобия.
Безразмерный критерий AP/(A-VT„) характеризует степень использования энергии шаров на разрушение рудных зёрен. Критерий механической энергии шаровой загрузки (Км) выражает количество энергии, потребляемое шарами за 1 с, по отношению к предельной потенциальной энергии шаров при таком режиме работы. Критерий подобия концентрации твёрдой фазы в пульпе (Ка) обеспечивает равное содержание частиц в зонах разрушения при контактах шаров. Критерий подобия площадей контактирования шаров (Ks) определяет равные площади возможных контактов шаров при их движении и соударении в единице объёма. Критерий энергетического подобия (Кэ) выражает соотношение энергии шаровой загрузки и энергии, требующейся на разрушение материала, и устанавливает равенство удельных расходов электроэнергии на измельчение.
Переход от результатов лабораторного измельчения к показателям промышленного осуществляется путём распространения параметров кинетики лабораторного измельчения на моделируемое промышленное измельчение продукта такой же крупности (массовая доля контрольного остатка на сите). При этом распространение осуществляется при помощи экстраполяции кинетики измельчения в область отрицательных значений продолжительности измельчения. Этот приём используется для расчёта контрольного остатка измельчённого материала на сите «предше-