andrey

Путь к Файлу: /Разное / ДИПЛОМ / 3 Расчетная часть.docx

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   1
Пользователь:   andrey
Добавлен:   31.01.2015
Размер:   465.5 КБ
СКАЧАТЬ

3 Расчетная часть

Цель расчета: рассчитать рациональный состав хвостов флотации и материалов шламовых полей, составить материальный баланс стадии флотации с получением дополнительного объема флотокриолита и углеродистого концентрата, рассчитать и выбрать необходимое оборудование.

Исходные данные для расчета:

- усредненный химический состав материалов шламовых полей, % масс.:

C – 34,5; F – 27,0; Al – 8,9; Ca – 1,39; Mg – 0,96; Fe – 1,0; Na – 15,7; S – 4,75; прочие – 9,1;

- химический состав хвостов флотации, % масс.:

С – 78,5; F – 8,2; Na – 4,0; Al – 2,8; Ca – 0,2; Mg – 0,45; прочие – 5,7;

- распределение некоторых компонентов по соединениям:

· фтор находится в виде, % масс.:

Na3AlF6 – 55,0; Na5Al3F14 – 12,0; Na2MgAlF7 – 12,0; NaF – 5,0; MgF2 – 5,0.

· алюминий находится в виде, % масс.:

Na2O·11Al2O3 – 20,0; Al2(PO4)F2(OH)·7H2O – 6,0; CaAlF4(OH)·H2O – 3,0.

 

3.1 Рациональный состав

Расчет ведем на 100 кг хвостов флотации и материалов шламовых полей, по следующей методике:

Na3AlF6 – 6F

210 – 144          =˃ Х = 8,3 кг Na3AlF6

Х – 4,51

Na3AlF6 – Al

210 – 27            =˃ X = 1,1 кг Al в соединении Na3AlF6

8,3 – X

Na3AlF6 – Na

210 – 69            =˃ X = 2,7 кг Na в соединении Na3AlF6

8,3 – X  

Далее распределение остальных элементов в соединениях рассчитывается аналогично. Результаты расчета сведены в таблицы 9 и 10.

 

Таблица 9 – Рациональный состав хвостов флотации, % масс.

Компоненты

C

F

Na

Al

Ca

Mg

P

O

Прочие

Итого

 

С

78,5

-

-

-

-

-

-

-

-

78,5

Na3AlF6

-

4,51

2,7

1,1

-

-

-

-

-

8,3

Na5Al3F14

-

0,98

0,43

0,26

-

-

-

-

-

1,7

Na2MgAlF7

-

0,98

0,34

0,2

-

0,18

-

-

-

1,7

NaF

-

0,41

0,49

-

-

-

-

-

-

0,9

MgF2

-

0.41

-

-

-

0.26

-

-

-

0.67

Na2O·11Al2O3

-

-

0,07

0,84

-

-

-

0,8

-

1,7

Al2(PO4)F2(OH)·7H2O

-

0,6

-

0,25

-

-

0,48

2,97

0,8

5,1

CaAlF4(OH)·H2O

-

0,4

-

0,13

0,2

-

-

0,16

-

0,9

 

Прочие

-

-

-

-

-

-

-

-

0,5

0,5

 

Всего

78,5

8,2

4,0

2,8

0,2

0,45

0,48

3,93

1,3

100

 

 

Таблица 10  – Рациональный состав материалов шламовых полей, % масс.

Компоненты

C

F

Al

Ca

Mg

Fe

Na

Прочие

Итого

С

34,5

-

-

-

-

-

-

-

34,5

Na3AlF6

-

13,4

3,1

-

-

-

8,1

-

24,6

Na5Al3F14

-

2,8

0,9

-

-

-

1,2

-

4,9

Na2MgAlF7

-

2,8

0,6

   -

0,5

-

0,96

-

4,86

NaF

-

1,19

-

-

-

-

1,4

-

2,59

MgF2

-

1,19

-

-

0,46

-

-

-

1,65

CaF2

-

-

 

0.99

-

-

-

-

1,93

Fe2O3

-

-

-

-

-

0,7

-

-

0,7

SO4

-

-

-

-

-

-

-

-

1,6

Al2(PO4)F2(OH)·7H2O

-

0,4

0,53

-

-

-

-

-

0,57

CaAlF4(OH)·H2O

-

0,76

0,27

0,4

-

-

-

-

1,43

Прочие

-

3,8

3,15

-

-

0,3

4

10,5

20,55

Всего

34,5

27,0

8,9

1,39

0,96

1,0

15,7

10,5

100

 

3.2 Материальный баланс

Укрупненный материальный баланс процесса получения флотокриолита обсчитывается по усредненным данным химического состава угольной пены, материалов шламовых полей, флотационного криолита, хвостов флотации и углеродистого концентрата (таблица 11).

Такой баланс позволяет более оперативно рассчитать фактический расходный коэффициент угольной пены на производство 1т флотокриолита.

 

Таблица 11 – Химический состав исходного сырья и продуктов

                     флотации, % масс.

 Сырье, продукты

Компоненты

F

C

Al

Na

K

SiO2

Fe2O3

ППП

Угольная пена

31,0

27,4

-

-

-

0,5

0,8

33,8

Мат.шламовых полей

27,0

37,7

8,9

15,7

-

-

-

10,6

Флотокриолит

43,7

1,5

11,5

25,0

4,7

1,2

0,25

12,15

I стадия флотации: хвосты флотации

8,2

73,9

2,8

4,0

-

-

-

11,1

II стадия флотации: углеродистый концентрат

3,0

87,6

-

-

-

-

-

12,5

 

3.2.1 Флотация угольной пены и материалов шламовых полей

Расчет проводится на 1000 кг криолита по следующей методике, которая рассмотрена на примере флотации угольной пены.  Пусть X - количество хвостов флотации. Тогда приход угольной пены на 1000 кг криолита составит (1000+Х). Исходя из утверждения, что количество любого элемента в угольной пене равно суммарному количеству этого элемента в криолите и хвостах флотации можно записать балансовое уравнение, например по фтору:

- угольная пена – 31,0 % F;

- хвосты флотации – 8,2 % F.

Балансовое уравнение флотации угольной пны:

31,0(1000+Х)=43,7* 1000+8,2Х   

Х = 557 кг хвостов флотации.

Расчетный коэффициент по угольной пене на производство 1000 кг флотокриолита равен 1557 кг. Это базовый вариант.

Балансовое уравнение флотации материалов шламовых полей:

27,0(1000+X)=43,7*1000+8,2X

X = 888,3 кг хвостов флотации.

Расчетный коэффициент по материалам шламовых полей на производство 1000 кг флотокриолита равен 1888,3 кг. Это базовый вариант.

 

3.2.2 Дофлотация хвостов

На этой стадии в качестве исходного сырья применяются хвосты флотации угольной пены (2 – ой вариант – флотации материалов шламовых полей). Сначала рассчитывается количество хвостов, пошедших на производство дополнительного криолита в количестве 50 кг.

Исходные данные по фтору, % масс.

- хвосты – 8,2 % F;

- криолит – 43,7 % F;

- углеродистый концентрат – 3,0 % F.

Балансовое уравнение:

8,2(50+Х) = 43,7*50 + 3,0Х

X = 391,3 кг.

391,3 кг хвостов = 50 кг криолита + 341,3 кг С-концентрата.

На весь выход хвостов флотации угольной пены и материалов шламовых полей:

557 кг хвостов = 71,2 кг криолита + 485,8 кг С-концентрата.

Общий баланс:

1557 кг угольной пены=1071,2 кг флотокриолита + 485,8 кг С-концентрата.

Данные материальных балансов занесены в таблицы 12 и 13.

 

Таблица 12  – Материальный баланс флотации угольной пены

Статьи баланса

Кол – во, кг

Содержание элементов

Фтор

Углерод

Прочие

%

кг

%

кг

%

кг

I стадия флотации

 

1557,0

 

31,0

 

482,7

 

27,4

 

426,6

 

41,6

 

647,7

Поступило:

- Угольная пена

Получено:

- флотокриолит

- хвосты флотации

 

1000

557,0

 

43,7

8,2

 

437,0

45,7

 

1,5

73,9

 

15,0

411,6

 

54,8

17,9

 

548,0

99,7

Итого(I стадия):

 

1557,0

 

482,7

 

426,6

 

647,7

II стадия флотации

 

 

557,0

 

 

8,2

 

 

45,7

 

 

73,9

 

 

411,6

 

 

17,9

 

 

99,7

Поступило:

- хвосты флотации

Получено:

- криолит

- С – концентрат

 

71,2

485,8

 

43,7

3,0

 

31,1

14,6

 

1,5

87,6

 

1,1

410,5

 

54,8

12,5

 

39,0

60,7

Итого:

557,0

-

45,7

-

411,6

-

99,7

Всего:

- криолит

- С – концентрат

 

1071,2

 

485,8

 

43,7

 

3,0

 

468,1

 

14,6

 

1,5

 

87,6

 

16,1

 

410,5

 

54,8

 

12,5

 

548,0

 

99,7

 

Таблица 13 – Материальный баланс флотации шламов газоочистки

Статьи баланса

Кол – во, кг

Содержание элементов

Фтор

Углерод

Прочие

%

кг

%

кг

%

кг

I стадия флотации

 

1888,3

 

27,0

 

509,9

 

37,7

 

713,1

 

35,2

 

665,3

Поступило:

- материалы шламовых полей

Получено:

- флотокриолит

- хвосты флотации

 

1000

888,3

 

43,7

8,2

 

437,0

72,9

 

1,5

73,9

 

15,0

698,1

 

54,8

17,9

 

548,0

117,0

Итого:

 

1888,3

 

509,9

 

713,1

 

665,3

II стадия флотации

 

 

888,3

 

 

8,2

 

 

72,9

 

 

73,9

 

 

698,1

 

 

17,9

 

 

117,0

Поступило:

- хвосты флотации

Получено:

- криолит

- С – концентрат

 

113,8

774,5

 

43,7

3,0

 

49,7

23,2

 

1,5

86,7

 

1,7

696,4

 

54,8

12,5

 

62,4

54,6

Итого:

889,3

 

72,9

 

698,1

 

117,0

Всего:

- Криолит

- С – концентрат

 

1113,8

774,5

 

43,7

3,0

 

486,7

23,2

 

1,5

86,7

 

16,7

696,4

 

54,8

12,5

 

610,4

54,6

 

В соответствии с литературными данными [22] извлечение углерода составляет – 98 % , фтора – 82 – 95 %.

Материальный баланс выполнен на основании данных по составу материалов, поступивших в колонную флотомашину I основной флотации и готовых продуктов (флотокриолит, угольный концентрат). На практике продукты флотации проходят 3 стадии основной флотации, 2 стадии перечистной флотации, 1 стадию контрольной флотации (таблица 14, рисунок11). Даже без учета этих промежуточных операций извлечение ценных компонентов получено на уровне теоретических данных: по углероду – 92%, по фтору – 95,5 %.

 

Таблица 14 – Обследование узла колонной флотации

№ пробы

Наименование материала

Ж:Т

Содержание твердого, %

Содержание углерода, %

Содержание фтора, %

+0,074

-0,074

+0,074

-0,074

+0,074

-0,074

494

Слив классификатора

10,05

35,10

64,07

64,59

22,18

15,90

36,4

496

Барабанный грохот

11,07

42,43

56,50

62,55

18,25

17,0

38,4

497

Камерный продукт 1 основной флотации

13,17

48,89

50,90

78,32

18,90

20,2

42,2

495

Пенный продукт 1 основной флотации

4,55

46,02

53,28

90,09

66,54

3,1

14,7

498

Камерный продукт 2 основной флотации

10,67

56,09

43,39

55,62

10,83

9,7

38,3

492

Пенный продукт 2 основной флотации

5,66

41,13

57,91

91,33

71,22

3,05

11,8

505

Камерный продукт 3 основной флотации

19,29

34,77

63,38

9,4

1,5

42,6

46,5

493

Пенный продукт 3 основной флотации

5,66

69,52

29,97

81,85

27,97

7,7

34,1

499

Пром.продукт контрольной флотации

14,67

58,54

39,39

47,27

7,29

23,8

43,7

500

Хвосты контрольной флотации

2,76

48,51

49,86

90,7

70,81

4,0

12,3

503

Камерный продукт 1 перечистной флотации

14,62

8,10

90,34

10,08

1,77

37,7

46,3

504

Пенный продукт 1 перечистной флотации

14,83

24,56

74,33

38,7

8,2

30,5

43,6

 

Продолжение таблицы 14

№ пробы

Наименование материала

Ж:Т

Содержание твердого, %

Содержание углерода, %

Содержание фтора, %

+0,074

-0,074

+0,074

-0,074

+0,074

-0,074

501

Пенный продукт 2 перечистной флотации

31,17

36,87

62,26

17,78

2,97

42,4

46,6

502

Камерный продукт 2 перечистной флотации

16,96

34,73

63,50

3,15

0,46

45,1

46,7

 

3.3 Выбор и расчет колонного аппарата для флотации

Требуемые размеры флотационной пневматической машины можно рассчитать, если известно необходимое время флотации. При заданном соотношении Ж : Т, выбирается коэффициент производительности К (таблица 15), который представляет собой объем флотационной машины, необходимый для обеспечения производительности 1 т/сут при времени флотации 1 мин.

 

Таблица 15 – Производительность пневматической машины чанового типа

ФП – 10, ФП – 40, ФП – 80 и ФП – 100

Содержание твердого в пульпе, %

Ж : Т

К, м3

45

1,2 : 1,0

0,0011

40

1,5 : 1,0

0,0012

35

1,8 : 1,0

0,0014

33

2,0 : 1,0

0,0016

30

2,3 : 1,0

0,0017

25

3,0 : 1,0

0,0021

22

3,5 : 1,0

0,0025

20

4,0 : 1,0

0,0028

17

5,0 : 1,0

0,0034

14

6,0 : 1,0

0,0040

Продолжение таблицы 15

Содержание твердого в пульпе, %

Ж : Т

К, м3

10

9,0 : 1,0

0,0060

9

10,0 : 1,0

0,0064

 

Чтобы определить требуемый размер флотационной машины, коэффициент производительности, соответствующий принятому разбавлению пульпы, следует умножить на количество руды, подлежащей переработке за сутки и на время флотации. Необходимо также предусмотреть 15-20 процентный запас объема камер, учитывая, что уровень пульпы в камере должен быть ниже сливного порога, а также на случай колебаний количества питания. Типоразмер соответствующей расчету камеры можно найти в таблице 16[22].

Объем камеры (м3) равен:

V = K*Q*t,                           (6)

где Q – количество флотируемой угольной пены, т/сут;

t - время флотации, мин;

К – коэффициент производительности.

V = 0,0064*107*8 = 5,5 м3.

 

Таблица 15  – Технические характеристики флотационных пневматических машин

Показатели

Типоразмеры

 

ФП - 10

ФП - 40

ФП - 80

ФП - 100

Объем камеры, м3

10,0

40,0

80,0

100,0

Производительность по пульпе, м3/мин

5,0

10,0

15,0

20,0

Диаметр камеры, м

2,0

3,4

3,4

3,4

 

Продолжение таблицы 16

Показатели

Типоразмеры

 

ФП - 10

ФП - 40

ФП - 80

ФП - 100

Глубина камеры, м

5,2

5,2

1 1,0

13,0

Давление воздуха на входе в коллектор аэратора, МПа

0,15

0,15

0,17

0,18

Максимальный расход воздуха на одну камеру (без эрлифта), м3/мин

7,5

15,0

30,0

45,0

 

Так как расчетный объем камеры флотационной машины равен 5,5 м3 , то с учетом 20 % запаса объема выбирается флотационный колонный аппарат ФП - 10 с объемом камеры 10 м3.

Промышленные испытания и технологическое опробование схемы флотации угольной пены на Братском алюминиевом заводе проводились в колонных аппаратах типа ФАНД – 100, технические характеристики указаны в таблице 16 [22].

 

Таблица 16 – Технические характеристики колонного аппарата ФАНД – 100

Показатели

Значение

Диаметр камеры, мм

1220

Глубина камеры, мм

5350

Количество камер

3

Общий объем, м3

9,3

Общая производительность по пульпе, м3

100

Удельная производительность по пульпе, м3/(ч· м3)

10,8

Установленная мощность электродвигателя, кВт

44

 

 

 

3 Расчетная часть

Рисунок 11 – Технологическая схема опробования колонной флотации

Сравнительный анализ этих двух агрегатов: выбранного на основе расчета ФП – 10 и применяемого уже на БрАЗе ФАНД – 100 – позволяет предложить для реконструкции ОПФС Новокузнецкого алюминиевого завода флотомашину ФАНД – 100.

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика