До виконання курсової роботи з дисципліни

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ДВНЗ «КРИВОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

КРИВОРІЗЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ ІНСТИТУТ

КАФЕДРА ЗБАГАЧЕННЯ КОРИСНИХ КОПАЛИН

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

до виконання курсової роботи з дисципліни

«ТЕХНОЛОГІЇ ЗБАГАЧЕННЯ КОРИСНИХ КОПАЛИН»

Для студентів напряму підготовки 6.050303

«Переробка корисних копалин»

усіх форм навчання

Кривий Ріг

Укладач:Т. А. Олійник, д-р техн.. наук, проф.

Рецензент: д-р техн. наук Губін Г.В.

Методичні вказівки розроблено відповідно до навчальної та робочої програм дисципліни «Технології збагачення корисних копалин» на підставі освітньо-професійної програми Міністерства освіти і науки України за професійним спрямуванням «Переробка корисних копалин».

Методичні вказівки направлені на успішне закріплення матеріалу й опанування студентом методик вибору та обґрунтування технології збагачення корисних копалин різного речовинного складу, розрахунку якісно-кількісної та водно-шламової схеми збагачення сировини.

Методичні вказівки розраховано на 36 навчальних години самостійної роботи студента, складаються з 76розділів, що логічно пов’язані між собою.

Розглянуто на засіданні кафедри збагачення корисних копалин Протокол № 1 від «27» __08____2014 р.

Схвалено на науково-методичній раді металургійного інституту Протокол № 1 від «28» 08 2014 р.

Ó Олійник Т.А., 2014 рік

ЗМІСТ

ВСТУП
1 МЕТА ТА ЗАВДАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ
2. ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ
3. СКЛАД І ОБ'ЄМ КУРСОВОЇ РОБОТИ
4. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ РОЗДІЛІВ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Теорія і практика збагачення корисних копалин активно розвивається, розробляються принципово нові і вдосконалюються відомі процеси, машини і механізми, що ініціює закономірний процес оновлення підручників і посібників у цій галузі.

На території України використання кременя, кварциту і інших корисних копалин починається в палеоліті (300-100 тис. років тому). Знаряддя й інші вироби з кременю виготовляли аж до епохи пізньої бронзи (кінець 2-го тис. до н. е.). В епоху мезоліту (9-6 тис. до н.е.) і неоліту (5-3 тис. до н.е.) нарівні з широким використанням кременевих знарядь застосовують сланець, що піддається обробці, лавові породи типу ґраніт-порфіру, андезиту, а також тверді породи каменю - різні сорти пісковика. З 6-5-го тис. до н.е. для виготовлення керамічного посуду широко використовується глина. Видобуток її набуває великих масштабів в кінці 5-го - початку 4-го тис. до н.е. - з формуванням трипільської культури мідної доби на правобережжі Дніпра і в Західній Україні. Глина використовувалася також як будівельний матеріал для будинків. У часи трипільської культури розроблялися пластові родовища кременю у верхів'ях р. Дністер і на Волині. Археологічні реконструкції показали, що для виїмки пластових покладів кременю, що оголюються в ярах і балках, проводилися горизонтальні виробки, а для видобутку конкрецій - вертикальні виробки у вигляді котлованів або стовбурів шахтного типу. Тоді ж з'являються перші мідні знаряддя. Метал для виготовлення знарядь доставляли з гірничо-металургійних центрів Балкано-Карпат та Південно-Західного Причорномор'я. У пізній бронзі (середина 2-го тис. - початок 1-го тис. до н.е.) широко експлуатуються поверхневі виходи міді на території Донбасу. Залізо починає входити в побут з кінця 2-го тис. до н.е., однак масове виготовлення знарядь спостерігається з початку 1-го тис. до н.е. з формуванням тут культури древніх скіфів.

У період розквіту культури першої української держави - Київської Русі (Х-ХІ ст.) - великого розвитку досягли ковальський, ливарний, ювелірний промисли і інші ремесла. Широко використовуються як залізні, так і сталеві вироби. Залізо отримували в сиродувних горнах, куди під час плавки за допомогою ручних міхів нагнітали непрогріте повітря. Руда - болотний і луговий залізняк, розробка якого велася поверхневим способом за допомогою лопат і кирок. Болотну руду, з вмістом Fe 18-40%, промивали, сушили, випалювали, подрібнювали і просівали. Паливом служило деревне вугілля. Застосовувалися технології вільного кування, ковальського зварювання, цементації, термічної обробки. Загальний прогрес у всіх сферах господарства і розвиток військової справи зумовили підвищений попит на металеві руди, сіль, земляні фарби, будівельний камінь і інші види мінеральної сировини.

Однак подальшому розвитку гірничої справи перешкодило монголо-татарське нашестя (ХІІІ-ХІV ст.). В ХІV ст., особливо з його другої половини, в Україні-Русі відбувається відродження господарського комплексу (в т.ч. гірничо-металургійних ремесел) в складі Галицько-Волинського князівства (королівства), Великого князівства Литовського і подальший розвиток - в Речі Посполитій.

З ХVІ ст. в Дніпровському басейні починається видобуток бурого вугілля відкритим способом. З ХVІ ст. місцевому населенню відомі цілющі властивості мінеральних вод Карпат і Закарпаття. Перші соляні заводи в районі Тора (Слов’янська) побудовані в 1650 р. З ХVІІІ ст. використовуються соляні джерела. На Донбасі в кінці ХVІІ ст. місцеві жителі (на 63-70% - поселення запорожців) копали кам'яне вугілля і опалювали «горючим каменем» свої печі. При цьому була освоєна непроста система опалювання - відведення газу, прибирання шлаку і т.д. У ХVІІ - на поч. ХVІІІ ст. у Києво-Могилянській академії викладають елементи гірничої науки, мінералогії (Феофан Прокопович та ін.). У 1711 р. на Галичині почався колодязний видобуток нафти.

З утворенням у 1719 р. т. зв. “Берґ-Колегії” повсюдно активізується пошук руд і мінералів. У 1721 р. керуючий Бахмутськими соляними промислами Н.Вепрейський і С.Чирков на місці кустарних розробок поблизу старообрядного скиту на р. Біленькій (нині с. Городище Перевальського р-ну Луганської області), а також в балці Скелеватій на березі р. Лугань беруть зразки кам'яного вугілля і відправляють їх «на пробу» в “Берґ-Колегію”. В 1723 р. в районі с. Городище розпочинається перша промислова розробка вугільного пласта. Прибула на місце робіт вугільна експедиція під керівництвом Я.Ніксона і Г.Капустіна констатує, що «тут можна добрий вугільний завод завести». Вугілля починають використовувати на місцевих соляних заводах і в кузнях.

І все ж початком індустріального Донбасу слід вважати розробку вугільних родовищ поблизу Лисичого Байраку під м. Лисичанськ (1790 р.) і будівництво Луганського гірничого (ливарного) заводу (1795-1807 рр.). Створення гірничо-металургійної бази в регіоні пов'язане з іменами талановитих гірничих інженерів М.Ф.Соймонова і К.Гаскойна.

У ХVІІІ ст. у зв'язку зі спорудженням соляних заводів збільшилася потреба в металі. Залізняк був виявлений у районі р. Ведмедиця, де в 1742-43 рр. побудований завод для виплавки заліза. Залізняк був виявлений у 1742-1743 рр. вздовж Сіверського Дінця і його приток Кременної, Лугані, Біленької, однак дослідні плавки показали низьку якість металу. У 2-й половині ХVІІІ ст. відкрито родовище залізних руд у Криворізькому залізорудному басейні.

У 1778 р. почався видобуток солотвинської кам’яної солі. З кінця ХVІІІ ст. на території сучасної Київської, Чернігівської і Полтавської областей розробляються родовища торфу. У кінці ХVІІІ – на початку ХІХ ст. видобувають озокерит на Бориславському родовищі.

У ХІХ ст. починається швидке промислове освоєння України, що, в свою чергу, позитивно впливає на розвиток гірництва. З 1826 р. ведеться видобуток калійних солей у Передкарпатті, з 1836-го експлуатується Берегівське родовище свинцево-цинкових руд (м. Трускавець). У 50-і рр. ХІХ ст. почався промисловий видобуток і переробка нафти в Західній Україні (кустарно нафту добували з ХІІ-ХІІІ ст.). До 70-х рр. належить становлення газової промисловості. Перші газові заводи, побудовані в містах Київ, Харків, Одеса, у 1880-90 рр. виробляли з кам'яного вугілля штучний газ, що використовувався в основному для освітлення вулиць. У 1867 р. на Калушському соляному промислі почався видобуток калійних солей. У 1868 р. відновлено видобуток бурого вугілля в Дніпровському басейні, відомому ще з ХVІ ст. У 1879 р. відкрите промислове ртутне зруденіння на Донбасі. У 1881 р. почався промисловий видобуток залізних руд у районі Кривого Рогу, нафти на Бориславському родовищі. У 1883 р. виявлені марганцеві руди в Нікопольському басейні. З 1886 р. розробляються Микитівське ртутне і Нікопольське марганцеве родовища. У 1894-95 рр. почалася експлуатація Керченського залізорудного родовища. У ХІХ ст. ведеться активне освоєння родовищ мінеральних вод, сірчаних джерел в Західній Україні і лікувальних грязей у Криму. З кінця ХVІІІ – на початку ХІХ ст. удосконалюється техніка буріння, вводиться рейкова відкатка з кінною тягою, створюються врубові машини для видобутку вугілля (перша перевірена у 1875 р. на Донбасі). У 10-х рр. ХХ ст. у Передкарпатті відкриті газові родовища (Дашавське і ін.), промислова експлуатація почалася тільки в 1924 р. У ці ж роки на Сакських соляних промислах побудований завод з виробництва брому з ропи. На початку ХХ ст. Україна постачала основну кількість чавуну, що виплавлявся в цар­ській Росії (53,1%). У 1913 р. в Росії було видобуто близько 29 млн т вугілля, з них 25 млн т – в Україні, на Донбасі.

Суттєвий внесок у наукове узагальнення способів розробки корисних копалин вніс російський вчений М.В.Ломоносов, який ще юнаком в 1734 р. вчився в Києво-Могилянській академії. Головною працею В.М.Ломоносова в галузі гірничої справи є книга "Первые основания металлургии или рудных тел", видана в 1763 р. Зокрема в додатку "О слоях земных" висувається теза про рослинне походження вугілля викопного.

В Україні протягом останнього сторіччя утворилося ряд наукових шкіл у галузі збагачення корисних копалин. Центрами розвитку цієї науки стали Дніпропетровськ (Національний гірничий університет), Кривий Ріг (Криворізький національний університет), Донецьк (Донецький національний технічний університет), Луганськ (УкнНДІвуглезбагачення), Сімферополь (Інститут мінеральних ресурсів).

В країні працює понад 150 фабрик зі збагачення вугілля, залізних, марганцевих, рідкіснометалічних, золотовмісних та інших руд корисних копалин.

Займаючи площу в 0.4% від світової суші, Україна в кінці 80-х – на початку 90-х років ХХ ст. виробляла до 5% корисних копалин від загальносвітового видобутку. З розвідкою, видобутком, переробкою і використанням мінеральної сировини в тій або іншій мірі було зв'язано близько 48% виробничих фондів і 20% трудових ресурсів. Мінерально-сировинний комплекс (МСК) забезпечував 23-25% валового національного продукту.

1 МЕТА ТА ЗАВДАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ

Курсову роботу виконують на базі теоретичних і практичних знань, отриманих при вивченні дисципліни «Технології збагачення корисних копалин».

Основна мета курсової роботи - закріпити і поглибити отримані знання, навчитися технічно правильно, з урахуванням технологічних умов вирішувати конкретні інженерні задачі, отримати навички самостійної роботи з технічною та довідковою літературою.

При виконанні курсової роботи студент повинен продемонструвати вміння володіти накопиченою інформацією з вивченої дисципліни, користуватися спеціальною технічною та довідковою літературою, діючими стандартами та патентними матеріалами, комплексно оцінювати взаємодію навколишнього середовища і виробничих процесів, творчо вирішувати поставлені інженерні завдання.

Технічні рішення необхідно приймати на підставі використання новітніх досягнень галузі переробки корисних копалин і техніки, передового виробничого досвіду і питань техніки безпеки.

В курсовій роботі повинні бути відображені сучасні напрямки в області технології збагачення корисних копалин.

2. ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ

Тематика курсової роботи повинна відповідати дисципліни "Технології збагачення корисних копалин" і включати аналіз практики збагачення конкретного типу корисної копалини, розробку технологічного процесу її переробки і збагачення.

Вихідні дані, необхідні для виконання курсової роботи, студенту видає керівник курсової роботи.

В якості вихідних даних є тип корисної копалини, продуктивність за вихідною сировиною, типова схема, масова частка корисного компоненту у руді, концентраті та хвостах, максимальні розміри вихідної сировини до та після дроблення.

Курсова робота повинна мати елемент новизни.

3. СКЛАД І ОБ'ЄМ КУРСОВОЇ РОБОТИ

Курсова робота повинна включати такі розділи:

Вступ.

Розділ 1 Аналіз науково-дослідницьких робіт та практики збагачення корисної копалини

Розділ 2. Характеристика корисної копалини

Розділ 3. Обґрунтування технологічної схеми збагачення корисної копалини.

Розділ 4. Розрахунок якісно-кількісної та водно-шламової схеми збагачення корисної копалини.

Розділ 5. Аналіз основних вузлів технологічної схеми, їхні переваги й недоліки.

Розділ 6. Техніка безпеки та охорона навколишнього середовища.

Загальні висновки.

Список використаних джерел.

Об'єм робіт за розділами орієнтовно розподіляється таким чином (табл. 3.1).

Таблиця 3.1. - Об’єм курсової роботи

Показники об’єму	Значення показників	всього
Розділи та частини роботи	вступ							З.в.
Відносний об’єм, %				5,5			5,5
Об’єм, годин

Курсова робота складається з пояснювальної записки та графічної частини.

Пояснювальна записка виконується відповідно до вимог ДСТУ 3008-95 і містить: титульний аркуш, завдання на роботу, реферат, зміст, в якому вказано номера сторінок, вступ, розділи 1-6, загальні висновки, список використаних джерел та додатки.

Текст пояснювальної записки складається з розділів, зазначених у завданні на курсову роботу.

Кожен розділ та, при необхідності, підрозділи і пункти позначаються арабськими цифрами з подальшою крапкою (1., 1.1., 1.1.1. тощо).

Розділи «Вступ», «Загальні висновки» і «Список використаних джерел» не нумеруються.

Всі формули пояснювальній записки нумеруються арабськими цифрами в круглих дужках (праворуч на рівні формули) наскрізною нумерацією по всій записці.

Ілюстрації в пояснювальній записці необхідно виконувати на окремих аркушах в масштабі, вони повинні мати найменування. Номер ілюстрації поміщають нижче пояснюючих даних симетрично ілюстрації.

Пояснювальну записку слід складати технічно грамотною мовою і викладати на одній стороні аркуша з полями не менше: ліве і нижнє - 25 мм, праве - 10 мм, верхнє - 20 мм. При складанні пояснювальної записки слід звернути увагу на послідовність та чітке викладення матеріалу з посиланнями на список використаних джерел та обґрунтування всіх прийнятих рішень та величин.

Слід також звернути увагу на розмірності величин, що входять у формули, їх фізичну сутність і результати розрахунку.

Графічна частина роботи включає схему якісно-кількісну та водно-шламову схему збагачення корисної копалин, переробку якої розглянуто в курсовій роботі.

Графічна частина виконується на аркуші формату А2.

4. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ РОЗДІЛІВ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ

Вступ

Наводяться дані про корисну копалину, тип якої надано в завданні, її характеристику, запаси, об'єми видобутку, напрямки та перспективи подальшого використання в різних галузях народного господарства.

4.1. Аналіз науково-дослідницьких робіт та практики збагачення корисної копалини

В цьому розділі виконується аналітичний огляд літературних та інших джерел

На основі використаних джерел викладаються існуючі та перспективні способи переробки і збагачення корисної копалини (за завданням), а також наводяться вимоги до якості готового продукту.

Огляд повинен носити не описовий, а аналітичний характер із зазначенням переваг та недоліків розглянутих методів.

Як висновок цього розділу дається обґрунтування теми курсової роботи.

В даний час широкі можливості для отримання інформації представляє мережа Інтернет.

4.2. Характеристика корисної копалини.

Відповідно до завдання на курсову роботу Відповідно до завдання на курсову роботу в розділі надається характеристика конкретного типу родовищ корисних копалин. Наводиться особливості мінералогічного та хімічного аналізів сировини. Обґрунтовується вибір корисної копалини, технологію збагачення якої буде розглядатися у роботі.

4.3. Обґрунтування технологічної схеми збагачення корисної копалини

У цілому вибір схеми збагачення здійснюється на підставі даних про збагачуваність корисної копалини і, крім того, після дослідно-промислової перевірки схеми, що рекомендується.

При виборі принципової схеми збагачення число стадій збагачення корисної копалини залежить від характеру вкраплення корисного мінералу і здатності його та порожньої породи до ошламлювання при подрібненні. При цьому слід дотримуватися такого правила: Чим більш нерівномірне за крупністю вкраплення корисного мінералу і чим більше він ошламлюється при подрібненні, тим більше підстав для застосування стадіального збагачення.

У той же час треба дотримуватися принципу: вилучати корисний мінерал в кінцевий концентрат і видаляти породу у відходи по можливості у крупному вигляді, тобто не дробити нічого зайвого.

Отже, стадіальне збагачення застосовується, щоб уникнути переподрібнення корисних і породних мінералів.

Проектована схема збагачення повинна вирішити питання і про вибір точок повернення промпродукту. Вибір точок повернення промпродукту залежить від необхідної якості концентрату, властивостей збагачуваного мінералу і характеристики промпродукту (його виходу, розрідженості, наявності і кількості в ньому зростків). При направленні промпродукту в яку-небудь операцію необхідно, щоб поєднувані продукти були близькі за вмістом компонентів, мінералогічним складом, збагачуваністю. Залежно від наявності або відсутності в схемах збагачення оборотних продуктів вони розділяються на дві групи:

- схеми без оборотних продуктів (наприклад, схема збагачення вугілля важкосередовищною сепарацією),

- схеми з оборотними продуктами.

У свою чергу друга група схем збагачення підрозділяється за такими ознаками:

- за структурою розрізняють схеми з оборотними продуктами після першого прийому основної операції і схеми з оборотними продуктами після другого і наступних прийомів,

- за характером вихідних даних для розрахунку може бути два варіанти: перший – при відомих вмістах розрахункових компонентів у всіх продуктах збагачення необхідно визначити виходи; другий – при відомій частині виходів і частині вмістів розрахункових компонентів у продуктах збагачення потрібно визначити відсутні;

- за складом корисної копалини розрізняють схеми збагачення двокомпонентних (монометалевих) руд, трикомпонентних (біметалічних) руд і полікомпонентних (поліметалічних) руд.

Вибір принципової схеми збагачення руд визначається характеристиками вкраплення корисних мінералів, порожньої породи і мінералів-носіїв шкідливих домішок, при цьому можуть мати місце такі типові варіанти:

- вкраплення порожньої породи нерівномірне. Вкраплення корисного мінералу дрібне і тонке, зерна корисного мінералу знаходяться в зростках з мінералами порожньої породи і мінералами-носіями шкідливих домішок, таке вкраплення – аґреґатне. Для одержання кондиційних за вмістом корисного компоненту концентратів потрібно більш тонке подрібнення, ніж для відділення основної маси відвальних відходів. Тому раціональним є використання стадійних схем збагачення з одержанням у перших стадіях відвальних відходів і некондиційних концентратів, в останній стадії – відходів і кондиційного концентрату. Наприклад, на збагачувальних фабриках, що переробляють тонковкраплені магнетитові руди, ця схема є основною.

У випадку засмічення руди крупною порожньою породою в процесі гірничих робіт перша стадія збагачення реалізується сухою магнітною сепарацією при крупності вихідного матеріалу 25 - 30 мм. Ця операція дозволяє виділити до 15 % відходів.

Мокра магнітна сепарація включає звичайно дві-три стадії. Перша стадія магнітної сепарації проводиться при крупності подрібненого матеріалу 20 - 30 % класу –0,074 мм, друга стадія – при крупності 50 - 60 % класу –0,074 мм і третя стадія – при крупності 80 - 95 % цього класу;

- вкрапленість корисного мінералу і порожньої породи відносно крупна і нерівномірна. Зерна корисного компоненту вільні від включень мінералів-носіїв шкідливих домішок або містять ці включення в допустимих межах.

У першій стадії збагачення після порівняно крупного дроблення або подрібнення може бути отримана частина кондиційного концентрату, частина відвальних відходів і промпродукт, що направляється в другу стадію збагачення. Така схема, наприклад, може виявитися економічно вигідною при знижених вимогах до якості концентрату, а також при переробці руд з відносно крупним вкрапленням магнетиту, що дозволяє використовувати в першій стадії збагачення суху магнітну сепарацію. Перевага цієї схеми полягає в скороченні кількості матеріалу, що надходить на подрібнення і другу стадію магнітної сепарації, за рахунок виділення в першій стадії частини кінцевих продуктів. Однак одержання багатих концентратів за цією схемою утруднене в зв’язку з труднощами розділення чистих магнетитових зерен і зростків у першій стадії збагачення. Вміст заліза в концентраті, як правило, не перевищує 60%. Тому на великих збагачувальних фабриках, що переробляють тонковкраплені залізні руди і де до якості концентрату висуваються підвищені вимоги, ця схема не застосовується.

Необхідне число перечищень концентрату, як і крупність подрібнення перед окремими стадіями збагачення, визначається дослідженнями. При виборі кінцевої крупності подрібнення руди враховують вимоги до концентратів і їхнє використання. Концентрати, що надходять на аґломерацію, не повинні бути тонше ніж 90 - 95 % класу –0,074 мм. Крупність концентратів для грудкування повинна бути не менше 85 % класу –0,044 мм.

Отже, в цьому розділі відповідно до завдання на курсову роботу обґрунтовується технологічна схема збагачення корисної копалини (за завданням), яка розробляється на підставі аналітичного огляду, останніх досягнень в області переробки корисних копалин.

Після розробки технологічного процесу складається технологічна схема, що представляє собою графічне зображення шляхів прямування корисної копалини та продуктів її переробки.

4.4. Розрахунок якісно-кількісної та водно-шламової схеми збагачення корисної копалини.

визначають необхідне і достатнє число вихідних показників:

- загальне число вихідних показників:

N = c (n_Р –а_Р + 1) – 1, (4.1)

де с – число розрахункових компонентів, с = e + 1; е – число обумовлених елементів, за якими розраховується схема, n_Р - число продуктів розділення, а_Р - число операцій розділення;

- число показників вилучення:

N_ε = n_Р – а_Р , (4.2)

- число вихідних показників, що характеризують продукти обробки:

N_П = c (n_Р – а_Р ), (4.3)

- число показників, що характеризують вихідну руду:

N_P = N – N_П . (4.4)

Після визначення необхідного і достатнього числа показників здійснюється їхній вибір (числа показників вилучення, вмісту і виходів).

У число показників N і N_Р не входить γ₁ (вихід живлення схеми, що розраховується), його вважають відомим γ₁ = 100 %. Звичайно при проектуванні показники, які характеризують вихідний продукт, відомі із завдання на проектування. Тому, як правило, визначають число вихідних показників, які характеризують тільки продукти обробки. Переконавшись, що число вихідних показників достатнє для розрахунку схеми, приступають безпосередньо до розрахунку. За даними звітів про випробування збагачення даної корисної копалини і практики збагачувальних фабрик, що переробляють аналогічну сировину, приймаються чисельні значення вихідних показників по вилученню і вмісту корисного компонента для збагачених продуктів окремих операцій (концентратів). При розрахунку схеми шляхом складання і розв’язування рівнянь балансу необхідно для кожного продукту встановити його вихід, вилучення і вміст у ньому обчислюваного компонента (визначити відсутні показники). Для розрахунку технологічна схема збагачення розбивається на найпростіші типові вузли.

Основні розрахункові рівняння

Дослідження корисної копалини як об’єкта збагачення показує, що вихідний матеріал і продукти його переробки характеризуються певною кількістю компонентів, фракцій, класів, фаз. При цьому вихідний матеріал і продукти розділення можуть розрізнятися за крупністю, фізичними, фізико-механічними, хіміко-мінералогічними властивостями компонентів, характером фаз. Продукт будь-якої технологічної операції може бути розділений на компоненти за однією з зазначених ознак.

Виходячи зі спільності операцій концентрації, грохочення, класифікації і зневоднення, можна розглядати продукти всіх цих операцій як продукти розділення, незалежно від його характеру. Будь-яка операція розділення може бути зображена схемою, показаною на рис. 3.1.

Отже, усі технологічні розрахунки, що належать до процесів розділення, зводяться, насамперед, до складання кількісних балансів продуктів за їх виходами і визначальним для цих продуктів розрахунковим показникам (вмістом розрахункового класу або розрахункового компонента, розрідженістю). Баланси продуктів і компонентів складають на основі наступних положень:

- кількість вихідного матеріалу дорівнює сумі кількостей окремих продуктів розділення, які одержують у технологічній операції;

- кількість компонента (який обчислюється) у вихідному матеріалі дорівнює сумі кількостей цього компонента в окремих продуктах розділення технологічної операції;

У загальному вигляді система балансових рівнянь для операції, наведеної на рис. 3.1, може бути зображена як:

γ₁ = γ₂ + γ₃

γ₁β₁ = γ₂ β₂ + γ₃ β₃, (4.5)

де γ _i – вихід i-того продукту, %; β_i – вміст розрахункового компонента в i-тому продукті, %.

Оптимальні результати в операціях розділення могли б бути отримані, якби процес проходив в ідеальних (теоретичних) умовах. Це означає, що в процесі концентрації в концентрат надійшла б вся кількість корисного мінералу, а у відходи – вся кількість мінералів пустої породи, у процесі класифікації за крупністю в підрешітний продукт надійшла б вся кількість класу менше граничної крупності, а в надрешітний – вся кількість класу більше граничної крупності. Однак у практичних умовах такі результати недосяжні: у концентраті присутня певна кількість породних мінералів, у відходах – певна кількість корисних, аналогічно і в операціях класифікації. Тому для оцінки ступеня досконалості виконання операції розділення введено поняття ефективності процесу.

Ступінь досконалості виконання якої-небудь операції в найпростішому вигляді характеризується:

- виходом концентрату γ_К, який можна розглядати як вираження абсолютної кількісної ефективності, або ступенем скорочення К_С, що визначається відношенням виходу вихідного матеріалу γ_ВИХ до виходу концентрату γ_К:

К_С = γ_ВИХ / γ_К; (4..6)

- вмістом корисного компонента в концентраті β_К, який можна розглядати як вираження абсолютної якісної ефективності, або ступенем концентрації К_К, що визначається відношенням вмісту корисного компонента в концентраті β_К до вмісту того ж компонента у вихідному матеріалі β_ВИХ:

К_К = β_К / β_ВИХ; (4.7)

- показником загальної технологічної ефективності Е, що визначається як відношення кількості розрахункового компонента в концентраті (γ_К а_К) до кількості того ж розрахункового компонента у вихідному матеріалі (γ_ВИХа_ВИХ = 100 а_ВИХ):

e = γ_К а_К / а_ВИХ , %. (4.8)

Показники ефективності служать критеріями порівняльної оцінки ступеня досконалості процесу розділення окремих об’єктів дослідження. При цьому порівняння показників ефективності повинно здійснюватися в рівноцінних умовах, щоб уникнути впливу випадкових факторів, які важко піддаються обліку.

Розрахунок 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 коливаються в широких межах залежно від властивостей матеріалу, що переробляється, і вимог до продуктів переробки.

Розрахунок водно-шламової схеми виконується з використанням формул:

- кількість води в продукті W_i пропорційна його кількості Q_i і розрідженості R _i.

W_i = Q_i R_i; (4.9)

- кількість води в операції:

; (4.10)

- кількість додаткової води, яка подається в операцію:

W_дод = W_опер - W_живл . (4.11)

При складанні балансових рівнянь щодо води недопустимо використовувати який-небудь показник, крім розрідженості. Якщо відомі кількість продукту і кількість води, що міститься в ньому, для визначення розрідженості може бути застосована формула (4.1). Якщо відома вологість W_t^r продукту, розрідженість визначають відповідно до залежності (4.4):

R = W_t^r /(100 - W_t^r) (4.12)

V = Q_i / (1/r + R) (4.13)

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.

Порядок розрахунку водно-шламової схеми наступний:

- складають таблицю загальноприйнятої форми (табл. 4.1), куди для кожної операції заносять показники кожного продукту, що надходить в дану операцію і виходить з неї: вихід γ, масу Q і вміст корисного компонента β. Для продуктів і операцій з відомими вологістю W_t^r і розрідженістю R за формулами (4.9) і (4.12) розраховують кількість у них води W;

- за рівняннями балансу (4.9) - (4.13) визначають кількість води, що додається в окремі операції і продукти, й одночасно обчислюють кількість води та розрідженість у всіх інших операціях і продуктах схеми.

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

Таблиця 4.1 – Розрахунок водно-шламової схеми

Продукт	№ прод.	γ, %	β, %	e, %	Q, т/год	Р, т/год	Wtr, %	R, м3/т	W, м3/год	V, м3/год
Операція Надходить: Продукт Продукт РАЗОМ Виходить: Продукт Продукт РАЗОМ

4. 5. Аналіз основних вузлів технологічної схеми, їхні переваги й недоліки.

Студент в цьому розділі повинен проаналізувати якісно-кількісні

Треба пам’ятати таке. Розвиток схеми може відбуватися як у напрямку збільшення числа контрольних операцій відходів, так і в напрямку збільшення числа перечищень концентрату або ж в обох напрямках одночасно. Залежно від вимог до якості концентрату і властивостей руди зустрічаються три типових випадки напрямку розвитку схеми збагачення:

- вміст корисного мінералу в руді – високий, кондиції на концентрат – знижені, порожня порода збагачується погано. У цьому випадку може застосовуватися схема збагаченняї без перечищень концентрату, але з перечищенням відходів для підвищення вилучення корисного мінералу.

- збагачуваність корисного мінералу – знижена, кондиції на концентрат – низькі. Для руд цього типу корисні мінерали бажано швидко виводити з процесу, не піддаючи перечищенням. Схема набуває розвитку у напрямку збільшення числа перечищень відходів. Така схема наприклад застосовується на деяких фабриках, що збагачують мідні і мідно-цинкові руди, тому що мідні сульфіди (ковелін, халькопірит) дуже ошламлюються і окиснюються, тому їх варто швидко виводити з процесу;

- вміст корисного мінералу в руді – низький, кондиції на концентрат – високі, збагачуваність корисного мінералу – добра. У цьому випадку схема одержує розвиток у напрямку збільшення числа перечищень концентрату.

Схема з одним перечищенням концентрату застосовується в тих випадках, коли не потрібно високого ступеня концентрації корисного компонента. Така схема часто зустрічається в циклах колективної флотації поліметалічних руд, а також в основному циклі флотації мідних руд.

Схеми з двома або трьома перечищеннями концентрату застосовуються при необхідності одержання вищого ступеня концентрації корисного мінералу.

4.6. Техніка безпеки та охорона навколишнього середовища.

В даному розділі необхідно розглянути основні джерела забруднення навколишнього середовища при збагаченні корисних копалин, що надано за завданням. Слід визначити заходи, що забезпечують охорону повітряного і водного басейнів і необхідні заходи з охорони праці при забезпеченні технології збагачення сировини, що розглянута в курсовій роботі.

Загальні висновки.

В даному розділі в короткій формі викладаються основні результати курсової роботи. Відзначаються переваги та недоліки прийнятих технологічних рішень

Список використаних джерел.