Определение циркулирующей нагрузки в схемах дробления-измельчения

При измельчении железных руд применяют двух- и трехстадиальные схемы измельчения в замкнутом цикле с классификаторами, гидроциклонами и магнитными сепараторами. Стержневые мельницы работают, как правило, в открытом цикле.

Технологические схемы измельчения развивают по следующим направлениям: 1) сокращение числа стадий измельчения; 2) увеличение стадий измельчения, включающих в схему эффективные классифицирующие аппараты.

Железные руды измельчаются в шаровых мельницах преимущественно по трехстадиальным схемам, при бесшаровом измельчении – по двухстадиальным. Стержневые мельницы в первой стадии применяются редко. На железорудных фабриках конечные продукты измельчения содержат от 85-90% класса –0,074 мм до 96-98% класса –0,05 мм. Максимальный размер кусков руды, подаваемой в шаровые мельницы, составляет 25-35 мм.

Показатели измельчения зависят от следующих параметров:

- крепость и крупность руды;

- крупность измельченного продукта;

- размер шаров;

- величина шаровой загрузки;

- плотность пульпы;

- степень заполнения объема мельницы пульпой;

- величина циркулирующей нагрузки;

- частота вращения барабана.

Диаметр шаров составляет от 40 до 125 мм, коэффициент заполнения шарами - 0,4…0,45; заполнение объема шаровой загрузки пульпой составляет V_п / V_ш = 0,3…0,8. Величину циркулирующей нагрузки определяют путем ситового анализа следующих проб: питания, песков и слива классификатора.

Схема расчета циркулирующей нагрузки барабанной мельницы в замкнутом цикле со спиральным классификатором приведена на рис. 4.9.

+ S) × a = Q × b_С +

Рис. 4.9. Схема работы барабанной мельницы (1) в замкнутом цикле

со спиральным классификатором (2):

Q - масса исходной руды, поступающей в мельницу, т/ч;

S- масса песков (циркулирующий продукт), т/ч;

a, b_П, b_С – содержание расчетного класса в питании, песках и сливе классификатора, %.

Мельницы могут работать в открытом, замкнутом и полузамкнутом циклах. В открытом цикле материал проходит через мельницу 1 раз; измельченный продукт – сравительно крупный (до 2-3 мм). При этом используются, как правило, стержневые мельницы. Измельченные продукты направляют на гравитационное или магнитное обогащение.

В замкнутом цикле измельченный материал подается в классификатор, который делит его на слив и пески. Слив поступает на обогащение, а пески возвращаются в мельницу до тех пор, пока не достигнут крупности зерен, разгружаемых в слив.

При установившемся режиме замкнутого цикла масса песков становится постоянной и называется циркулирующей нагрузкой. При изменении режима (количества, твердости и крупности руды, подачи воды и др.) происходят колебания циркулирующей нагрузки (от 50 до 700 %). При циркулирующей нагрузке до 400 % увеличивается призводительность мельницы за счет ряда положительных эффектов:

- увеличивается скорость прохождения материала,

- повышается эффективность работы мелющих тел,

- достигается меньшая степень переизмельчения материала.

Циркулирующая нагрузка обычно выражается в долях ед. или процентах от исходного материала: с = S / Q,

Q_общ= Q + S = Q + сQ= Q (1+с).

Составим уравнение баланса для заданного класса крупности (-74 или -40 мкм) при работе мельницы с классификатором:

(Q + S)a = Q b_С + S b_П ; с = S / Q = (b_С - a) / (a - b_П).

Ниже даны примеры расчета величины циркулирующей нагрузки для двух схем работы мельницы с классификатором.

Задача 1. Определите величину циркулирующей нагрузки, если мельница работает в замкнутом цикле с предварительной классификацией (см. рис. 1):

– содержание готового класса в исходном материале α_исх = 40%;

– содержание готового класса в сливе классификатора β_сл = 78%;

– содержание готового класса в песках классификатора β_п = 35%;

– содержание готового класса в продукте измельчения α_изм = 55%.

Рис. 1. Схема расчета циркулирующей нагрузки к задаче № 1.

Решение.

1. (Q + S) a_изм = Q b_С + S b_П .