Расчет гидротранспорта хвостов обогатительной фабрики

Рассчитаем диаметр самотечного трубопровода для транспортирования хвостов от главного корпуса до пульпонасосной станции по формуле:

, (2.10)

где Q- производительность фабрики по хвостам, м³/с;

- скорость потока, м/с

Q =597,28 м³ /ч =0,17 м³/с

Таким образом, принимаем стандартный диаметр трубопровода D=400мм.

Рассчитаем напорный гидротранспорт для перекачивания хвостовой пульпы от ПНС до хвостохранилища.

Исходные данные для расчета.

На основании практики работы ООО «Башкирская медь» принимаем следующие исходные данные:

1. минералогический и гранулометрический составы твердого; средневзвешенная крупность частиц твердой фазы d_ср, мм

Таблица 2.3– Гранулометрический состав хвостов обогатительной фабрики

2. Отношение Ж : Т в хвостах по технологии, R=3,41

3. Производительность фабрики по хвостам Q_п= 597,28 м³/ч

4. Плотность хвостовой пульпы

5. Плотность твердого в пульпе, ;

6. Расстояние транспортирования хвостов от пульпонасосной станции до хвостохранилища, L=3000м

7. Геодезическая отметка сбросного отверстия пульпопровода на месте выпуска хвостов,

Z_хв= 354м;

Геодезическая отметка пульпонасосной станции Z_пнс=370м;

Геодезическая отметка главного корпуса фабрики Z_гк=370м.

Расчет систем напорного гидравлического транспорта заключается в определении критической скорости потока, диаметра трубопровода гидравлического уклона и необходимого напора для транспортирования пульпы. По результатам расчета производится выбор необходимого оборудования.

Основной целью расчета гидравлического транспорта является выбор такого стандартного диаметра трубопровода, при котором движение гидросмеси происходит при скорости равной или выше критической, характеризующейся минимальными потерями на трение.

Порядок расчета

1. Ориентировочно принимаем стандартный диаметр трубопровода в пределах 300-600мм. При принятом диаметре D=500мм рассчитаем критическую скорость потока по формуле:

Т.к. крупность твердой фазы d_ср<0,15

W – гидравлическая крупность хвостов, определяем по приложению2 [11]

D=0,05мм, , Т=5⁰С, W=0,110см/с=0,0011м/с

W_п= W*( _т-1)/1,65=0,0011*(3,2-1)/1,65=0,0015м/с

- коэффициент неоднородности твердых частиц,

d₁₀, d₉₀ – диаметры твердых частиц, соответствующие 10 и 90%-ному выходу их по минусу.

d₁₀= 0,008мм, d₉₀= 0,06мм

=

- плотность воды, =1,0т/м³;

- плотность твердой фазы в пульпе, =4т/м³;

- плотность пульпы, =1,2 т/м³;

2. При полученной критической скорости пересчитываем диаметр трубопровода D_кр, м по формуле:

(2.11)

где Q_п – расход гидросмеси, м³/с

D_кр=

Принимаем ближайший стандартный диаметр трубы, D_станд= 300мм

3.Рассчитываем фактическую скорость движения пульпы в трубопроводе принятого диаметра

(2.12)

где - фактическая скорость пульпы, м/с;

Подбираем диаметр трубопровода, учитывая, что фактическая скорость пульпы должна превышать критическую в 1,1 – 1,2 раза.

Принимаем трубопровод диаметром 300мм.

Окончательно принимаем трубопровод диаметром 300мм

4. Удельные потери напора в трубопроводе при движении чистой воды определяется по формуле Дарси

J_в= , (2.13)

где - коэффициент сопротивления трубопровода

q – ускорение свободного падения, м/с²

Коэффициент сопротивления трубопровода для новых стальных труб, отшлифованных твердыми частицами, определяется по формуле

= , (2.14)

где Re= - число Рейнольдса

- коэффициент кинематической вязкости однородной жидкости (для воды =1*10^-6м²/с при t=20⁰С)

Re=

=

J_в=

Удельные потери на трение при гидравлическом транспорте в напорных пульпопроводах для мелкозернистых частиц определяется по формуле

J_п= J_в* , (2.15)

где J_п, J_в – удельные потери напора соответственно для гидросмеси (пульпы) и воды, мм

J_п= J_в* =0,01·1,2/1=0,012м/м

5. Определим потери напора по длине пульпопровода Н, м

Н=J_n *L, (2.16)

где L – длина напорного трубопровода, м

Н =0,0114·3000= 36м;

6. Рассчитываем суммарные потери напора при движении пульпы в напорном трубопроводе и в арматуре, расположенных в насосной станции h, м

, (2.17)

где - суммарный коэффициент гидравлических сопротивлений, включает две задвижки ( _зад=0,26), два колена ( _кол=0,984), и обратный клапан. Для обратного клапана значение принимаем по табл.12[11], в зависимости от диаметра трубопровода ( _{обр кл}=2,1)

_зад=2 _зад + 2 _кол + _{обр кл}=2*0,26+2*0,984+2,1=4,59;

.

7. Рассчитываем манометрический напор насоса для гидравлического транспортирования хвостов от пульпонасосной станции до хвостохранилища:

Н_м=К(Н+h_м +h)+-h_г,

где Н_м – необходимый манометрический напор насоса, м;

К – коэффициент запаса на случай образования слоя заиления после остановки пульпопровода, К=1,1-1,15;

Н – потери напора по длине пульпопровода, м

h_м – потери напора в местных сопротивлениях по трассе пульпопровода,

h_м=0,1Н=0,1· 36= 3,6м;

h – суммарные потери напора в трубопроводах и арматуре в здании насосной станции, м;

h_г= - потери напора на геодезический подъем, м;

разность геодезических отметок между осью насосом и хвостохранилищем.

h_г= =

Т.к. хвостохранилище находится ниже отметки пульпонасосной станции, то в формуле берем знак (+)

Н_м =К (Н+h_м +h)-h_г = 1,1·(36+3,6+1,37)+19,2=64,27м;

По расходу хвостовой пульпы Q_п= 597,28 м³/ч и требуемому напору Н_м =64,27м выбираем насос типа ГрТ 1250/71, с техническими характеристиками представленными в табл. 2.4.

Таблица 2.4 - Техническая характеристика насоса для перекачки хвостов