Циркулирующая нагрузка в циклах измельчения

При работе мельниц в замкнутом цикле их разгрузка поступает в классифицирующий аппарат, который делит его на готовый продукт (слив) и крупный продукт (пески). Пески возвращают в мельницу для доизмельчения. Пески непрерывно транспортируют­ся из классифицирующего аппарата в мельницу, проходя через нее многократно.

При установившемся технологическом режиме масса песков постоянна и образует циркулирующую нагрузку. Последняя может выражаться в виде абсолютной величины — массы циркулирую­щих песков в единицу времени (т/ч), либо в виде относительной величины, определяемой как отношение массы песков к массе исходного материала, подаваемого в мельницу в единицу времени (%, доли ед.).

Циркулирующая нагрузка в циклах измельчения существенно влияет на эффективность работы. При увеличении циркулирующей нагрузки увеличивается скорость прохождения материала через мельницу и сокращается продолжительность измельчения. Мате­риал не успевает переизмельчиться и в мельнице увеличивается содержание зерен крупнее требуемого размера. А так как эффективность измельчения тем выше, чем выше содержание крупного класса, то при увеличении циркулирующей нагрузки растет производительность мельницы по готовому продукту. Чрезмерное увеличение циркулирующей нагрузки приводит к перегрузке мельницы и снижению эффективности ее работы. Кроме того, при чрезмерном увеличении циркулирующей нагрузки растут расходы на транспортирование песков классифицирующих аппаратов. Отсюда очевидна необходимость поддержания опти­мальной циркулирующей нагрузки, от которой зависит общая эффективность передела измельчения.

Циркулирующая нагрузка влияет на содержание и массу крупного класса в мельнице. Влияние ее на удельную производи­тельность мельницы по вновь образованным классам крупности определяется формулой

(3.19)

где К_с — удельная производительность мельницы по вновь образо­ванным классам крупности по отношению к этому же показателю при С=1; С — циркулирующая нагрузка, доли ед.

При С > 0,5 и С < 5 можно использовать соответственные упрощенные формулы

В табл. 3.3 приведены значения К_с при изменении циркулирую­щей нагрузки от 0,1 до 5 по зависимости (3.19).

Таблица 3.3

Удельная производительность мельницы по вновь образованному расчетному классу крупности — d по теоретической зависимости (21)

Циркулирующую нагрузку мож­но определить взвешиванием песков за определенный промежуток вре­мени. Однако, более удобно цир­кулирующую нагрузку рассчитать по данным опробования продуктов зам­кнутого цикла измельчения. В основу расчета, по какой методике он бы ни производился, всегда закладывается баланс продуктов, поступающих в операцию классификации, и выхо­дящих из нее. При этом могут учитываться как массы твердого (руды), так и воды, отдельных минералов, химических элементов и т.д.

В замкнутых циклах измельчения (рис. 3.2), когда исходное питание поступает непосредственно в мель­ницу, циркулирующая нагрузка определяется по уравнению

C = (β_с-β_р)/(β_р-β_п),

где β_с, β_р, β_п— содержание расчетного класса крупности соответст­венно в сливе классификатора, разгрузке мельницы и песках классификатора, %.

Рис. 3.2. Технологическая схема замкнутого цикла измельчения

В классификатор поступает разгрузка мельницы, которая складывается из исходного питания Q и песков классификатора QC. Таким образом, в единицу времени в классификатор поступает Q + QC =Q(1 + С) сырья.

Если содержание расчетного класса в разгрузке мельницы β_р, то масса этого класса, поступающего в единицу времени в классификатор равна -Q(1+С)β_Р.

Из классификатора выходят два продукта: пески и слив. Масса слива в единицу времени Q, так как при установив­шемся режиме масса материала на выходе из цикла равна массе на входе.

Масса песков составляет QС. Масса расчетного класса в сливе — Qβ_С, в песках — Qβ_П.

Из условия баланса расчетного класса на входе и выходе из классификатора следует

Q(1+C)β_р=Qβ_C+QCβ_п.

Сократив обе части на Q, получим

(1 + С) β_р = β_с + Сβ_п,

отсюда

C = (β_C-β_р)/( β_р-β_п).

Для повышения точности расчета принято определять циркули­рующую нагрузку по трем-четырем классам крупности, а получен­ные результаты усреднять. Во II и последующих стадиях измельчения исходное питание поступает непосредственно в операцию классификации. При этом наиболее часто применяют схему, в которой операции предвари­тельной и поверочной классификации совмещены. В этом случае определяют условную циркулирующую нагрузку по отношению ко всему питанию

С = (β_с-α)/( β_р-β_п), (3.20)

где α — содержание расчетного класса в исходном питании цикла, %.

На рис. 3.3 приведена номограмма для определения циркули­рующей нагрузки по зависимости (3.20).

Рис. 3.3. Номограмма для определения циркулирующей нагрузки по формуле С = (β_с-α)/( β_р-β_п):

Точки М, А,N — пример движения по номограмме

Пример 1. Мельница МШР-3600×5000 № 1 работает в I стадии измельчения в замкнутом цикле с классификатором КСН-30; производительность по руде составляет 78 т/ч, содержание класса —0,074 мм в руде—2,6; в разгрузке мельницы — 25,3; в песках — 7,6 и в сливе классификатора—48,3%.

▲Определить циркулирующую нагрузку и удельную производительность мель­ницы.

По формуле (3.20)

С=(48,3-25,3)/(25,3-7,6)=1,3 = 130%.

Удельная производительность мельницы по вновь образованному классу -0,074 мм

q_d = q₀Δβ_d = Q (β_d - α_d)/V= 78 (0,483 - 0,026) / 45 = 0,792 т/(м³·ч).

Здесь q₀— удельная производительность по исходному питанию

q₀= Q/V= 78/45 = 1,733 т/(м³·ч).▲

Пример 2. Мельница МШР-3600×5000 № 2 работает в I стадии измельчения в замкнутом цикле с классификатором КСН-30; производительность по руде составляет 69 т/ч, содержание класса —0,074мм в руде —2,6; в разгрузке мельницы — 24,6, в песках — 7,9 и в сливе классификатора—57,1%.

Определить, какая из мельниц (№ 2 или № 1) работает в более оптимальных условиях, приняв, что поступающая руда полностью идентична и состояние мельниц и шаровая загрузка в них одинаковы.

▲Циркулирующая нагрузка мельницы № 2:

С=(57,1-24,6)/(24,6-7,9)= 1,95= 195%.

Удельная производительность по вновь образованному классу -0,074мм

q_d = 69(0,571 -0,026)/45 = 0,836 т/(м³·ч).

Удельная производительность по исходному питанию

q₀ = 69/45 = 1,533т/(м³·ч).

Сопоставляя значения q_d мельниц, видим, что во втором случае мельница работает более эффективно, при этом за счет прироста циркулирующей нагрузки получен прирост производительности. Таким образом, в мельнице № 1 циркули­рующая нагрузка недостаточна. ▲