Подготовительные операции дробления и измельчения полезных ископаемых перед обогащением являются наиболее капитало- и энергоемкими. Поэтому выбор оптимального варианта технологической схемы дробления и измельчения имеет важное значение для повышения технико-экономических показателей по переработки минерального сырья.
Число стадий дробления определяется крупностью и физическими свойствами исходной руды, а также крупностью дробленого продукта, поступающего на измельчение. Крупность помола руды перед обогащением принимается по данным исследования на обогатимость и практики ее переработки. При этом возможно применение для измельчения в первой стадии как стержневых, так и шаровых мельниц. Основные варианты схем дробления и измельчения приведены в рекомендованной литературе.
При работе дробилок мелкого дробления в замкнутом цикле с грохотом крупность дробленого продукта принимается меньшей (до 8-15 мм) по сравнению с вариантом работы дробилок в открытом цикле (до 20 - 25 мм). При этом имеется в виду, что дополнительные затраты на дробление могут окупиться за счет уменьшения затрат на измельчение руды. Окончательно оптимальный вариант схемы дробления и измельчения выбирается на основании технико-экономического сравнения. Сравнение вариантов производится по суммарным капитальным и эксплуатационным расходам на дробление и измельчение. Необходимо также учитывать техническую надежность сравниваемых вариантов, возможность автоматического регулирования операций дробления и измельчения, санитарные условия труда.
При выполнении настоящего проекта студенту предлагается выполнить сравнение двух вариантов схем дробления и измельчения по укрупненным показателям. Данные расчета заносятся в табл.1.
Для расчета схемы дробления характеристики крупности сырья и дробленых продуктов берутся из отчетов по исследовательским работам и по практическим данным обогатительных фабрик, перерабатывающих данные руды или аналогичное сырье. Если приведенные в отчете характеристики крупности дробленых продуктов получены при разгрузочных щелях дробилок, отличающихся от запроектированных щелей, то характеристики крупности подлежат расчетам. При этом делается допущение о тождественности типовых характеристик дробленых продуктов, получаемых при дроблении одного и того же сырья в дробилках одинакового типа.
Если опытных характеристик крупности дробленых продуктов не имеется, то для расчета схемы дробления можно пользоваться типовыми характеристиками крупности, приведенными в литературе. В этом случае необходимо знать категорию дробимости руды и тип дробилки, устанавливаемой в данной стадии дробления. Характеристика крупности исходной руды при отсутствии практических данных принимается прямолинейной.
Расчет схем измельчения рекомендуется выполнять с учетом распределения в продуктах классификации тонких классов и воды. Методика расчета на примере одно-стадиальных схем (рис.1) приводится ниже.
Таблица 1
Технико-экономическое сравнение схем дробления и измельчения
(пример)
| Наименование оборудования, его тип | Количество | Вес, т | Установочная мощность | Стоимость, тыс.руб. | |||
| одной | всех | одной | всех | одной | всех | ||
| 1 вариант | |||||||
| Дробилка ККД – 1200 Дробилка КСД – 2200Гр Дробилка КМД – 2200Т1 Грохот ГИТ – 32 Мельница МСЦ 2700×3600 Мельница МШР 2700×3600 | 3,3 | 6,6 | |||||
| Итого: | 904,6 | ||||||
| 2 вариант | |||||||
| Дробилка ККД – 1200 Дробилка КСД – 2200Гр Дробилка КМД – 2200Т1 Грохот ГИТ – 32 Мельница МШР 2700×3600 | 3,3 | 19,8 | |||||
| Итого: | 1129,8 |
Рис. 1. Варианты одностадиальных схем измельчения
Расчет схем сводится к определению весов всех продуктов 2-5. Вес продукта 5 следует определять исходя из оптимальной циркулирующей нагрузки, при которой расходы на измельчение получаются минимальными. Выбранное значение циркулирующей нагрузки следует проверить из условия, чтобы удельная нагрузка мельниц по общему питанию не превышала
где Q2 - производительность мельницы по общему питанию, т/ч;
V - объём мельницы, м3.
Оптимальное значение циркулирующей нагрузки определяется по данным [1].
К расчету схемы В
.
Расчет схем А и А'
Исходные данные для расчета:
Q – производительность, т/ч;
β1, β3 – содержание класса -0,074 мм в исходной руде и окончательном продукте измельчения;
β3 = β3' = β3''
R3 = R3'; R4 = R4' – отношение Ж:Т в сливах и песках классифицирующих аппаратов.
Выход продукта 4' можно определить только в том случае, если известны значения β1, β3' и β4'. Содержание в песках β4' зависит от многих условий, поэтому на практике величина колеблется в широких пределах, то затрудняет пользование практическими данными для расчетов. Выходы продуктов классификации могут быть подсчитаны на основе следующей закономерности: распределение тонких классов по продуктам классификации пропорционально распределению воды. Анализ работы классифицирующих установок цехов для измельчения показывает, что распределение по продуктам классификации класса -0,04 мм близко к распределению воды. Поэтому для операций классификации справедливы уравнения:
где εс’ – частное извлечение класса –0,04 мм в слив;
εв – извлечение в слив воды;
- частные выходы твердого в слив и пески;
βи’, βс’ – содержание класса -0,04 мм в исходном продукте и в сливе;
Rc, Rn – весовые отношения Ж:Т в сливе и песках.
Решая эти уравнения относительно 
получим:
Вес продукта Q4 в соответствии с формулой [1, стр. 105].
При известных β3 и β1 значения β3’ и β1’ находятся по [1, стр.202], значение R3 определяется требуемой крупностью слива, значение R4 для спиральных классификаторов лежит в пределах 0,2-0,25, а для гидроциклонов в пределах 0,4-0,5.
Находим Q4’’
При расчете двухстадиальных схем измельчения (рис.2) необходимо определить крупность продуктов измельчения первой стадии. 
Рис.2 Варианты двухстадиальной схемы измельчения
Исходные данные для расчета:
Β1, βк – Содержание расчетного класса в исходном и конечном продуктах;
Rс, Rn – отношение Ж:Т в сливе и песках классификаторов (гидроциклонов);
m – отношение объема мельниц второй стадии к приведенному объему мельниц первой стадии измельчения;
К – отношение удельной производительности по вновь образованному расчетному классу мельниц второй стадии к удельной производительности по тому же классу мельниц первой стадии при одинаковых типе и диаметрах мельниц (К = 0,85).
Определяется содержание расчетного класса в сливе первой стадии измельчения (β2 и β4).
Для схемы ГА
при m = 1,5 ÷ 2.
Для схемы ВА
при m = 0,5 ÷ 1.
Далее расчет схем ведется аналогично расчету одностадиальных схем разновидности А и В. Исходным продуктом для второй стадии измельчения служат конечные продукты первой стадии (β2, β4).
Расчет схемы ГА
Расчет схемы ВА
