2.4. Расчёт водно-шламовой схемы

Целью расчёта водно-шламовой схемы является:

• обеспечение оптимальных отношений Т : Ж в операциях схемы;

• определение количества свежей воды, добавляемой в операции или выделяемой при обезвоживании;

• определение отношений жидкого к твёрдому в продуктах схемы;

• определение общей потребности воды по фабрике;

• составление баланса по воде.

Водно-шламовая схема представлена в приложении 2.

Условные обозначения:

R – весовое отношение жидкого к твёрдому (м³ воды на 1 т твёрдого);

W – количество воды в операции или в продукте (м³ в сутки);

L – количество воды, добавленной в операцию или к продукту (м³ в сутки);

V – объем пульпы в продукте (м³ в сутки).

На основании данных работы обогатительных фабрик, перерабатывающих данное сырье, принимаются численные значения исходных показателей [3, с. 202]:

R_I = R_VII = R_VIII = R_IX = R_XII =2,8;

R_II = R_III = R_IV = R_V = R_VI = R_X = R_XI =4,0;

R₁ = R₃ = R₂₆ =2,5;

R₂₀ = R₂₃ = R₃₂ =3,0;

R₆ = R₉ = R₁₂ = R₁₅ = R₁₇ = R₂₈ = R₃₀ =2,0.

Количество воды в операции или продукте при известном весовом отношении жидкого к твёрдому в операции или продукте рассчитывается по формуле:

W_n = R_n∙Q_n. (10)

W_I = R_I∙Q₂ =2,8∙2412,48=6754,94 м³/сут;

W_II = R_II∙Q₅ =4,0∙21,60=86,40 м³/сут;

W_III = R_III∙Q₈ =4,0∙11,28=45,12 м³/сут;

W_IV = R_IV∙Q₁₁ =4,0∙8,16=32,64 м³/сут;

W_V = R_V∙Q₁₄ =4,0∙6,72=26,88 м³/сут;

W_VI = R_VI∙Q₁₅ =4,0∙6,00=24,00 м³/сут;

W_VII = R_VII∙Q₁₉ =2,8∙2424,24=6787,87 м³/сут;

W_VIII = R_VIII∙Q₂₁ =2,8∙2423,76=6786,53 м³/сут;

W_IX = R_IX∙Q₂₅ =2,8∙2766,96=7747,49 м³/сут;

W_X = R_X∙Q₃₅ =4,0∙319,68=1278,72 м³/сут;

W_XI = R_XI∙Q₂₈ =4,0∙164,64=658,56 м³/сут;

W_XII = R_XII∙Q₂₇ =2,8∙2480,16=6944,45 м³/сут;

W₁ = R₁∙Q₁ =2,5∙2400,00=6000,00 м³/сут;

W₃ = R₃∙Q₃ =2,5∙17,76=44,40 м³/сут;

W₆ = R₆∙Q₆ =2,0∙9,60=19,20 м³/сут;

W₉ = R₉∙Q₉ =2,0∙7,44=14,88 м³/сут;

W₁₂ = R₁₂∙Q₁₂ =2,0∙6,48=12,96 м³/сут;

W₁₅ = R₁₅∙Q₁₅ =2,0∙6,00=12,00 м³/сут;

W₁₇ = R₁₇∙Q₁₇ =2,0∙5,76=11,52 м³/сут;

W₂₀ = R₂₀∙Q₂₀ =3,0∙0,48=1,44 м³/сут;

W₂₃ = R₂₃∙Q₂₃ =3,0∙29,52=88,56 м³/сут;

W₂₆ = R₂₆∙Q₂₆ =2,5∙286,80=717,00 м³/сут;

W₂₈ = R₂₈∙Q₂₈ =2,0∙164,64=329,28 м³/сут;

W₃₀ = R₃₀∙Q₃₀ =2,0∙131,76=263,52 м³/сут;

W₃₂ = R₃₂∙Q₃₂ =3,0∙217,68=653,04 м³/сут.

Количество воды, добавляемой в отдельные операции, и количество воды в отдельных продуктах определяется по уравнению баланса воды для каждой операции схемы. Расчёт ведётся с конца цикла флотации.

L_VI = W_VI –W₁₅ =24,00 – 12,00=12,00 м³/сут;

W₁₈ = W_VI –W₁₇ =24,00 – 11,52=12,48 м³/сут;

W₁₄ = W₁₂ +W₁₈ =12,96 + 12,48=25,44 м³/сут;

L_V = W_V –W₁₄ =26,88 – 25,44=1,44 м³/сут;

W₁₆ = W_V –W₁₅ =26,88 – 12,00=14,88 м³/сут;

W₁₁ = W₉ +W₁₆ =14,88 + 14,88=29,76 м³/сут;

L_IV = W_IV –W₁₁ =32,64 – 29,76=2,88 м³/сут;

W₁₃ = W_IV –W₁₂ =32,64 – 12,96=19,68 м³/сут;

W₈ = W₆ +W₁₃ =19,20 + 19,68=38,88 м³/сут;

L_III = W_III –W₈ =45,12 – 38,88=6,24 м³/сут;

W₁₀ = W_III –W₉ =45,12 – 14,88=30,24 м³/сут;

W₅ = W₃ +W₁₀ =44,40 + 30,24=74,64 м³/сут;

L_II = W_II –W₅ =86,40 – 74,64=11,76 м³/сут;

W₇ = W_II –W₆ =86,40 – 19,20=67,20 м³/сут;

W₂₂ = W₇ +W₂₀ =67,20 + 1,44=68,64 м³/сут;

W₂ = W₁ +W₂₂ =6000,00 + 68,64=6068,64 м³/сут;

L_I = W_I –W₂ =6754,94 – 6068,64=686,30 м³/сут;

W₄ = W_I –W₃ =6754,94 – 44,40=6710,54 м³/сут;

W₁₉ = W₄ +W₂₃ =6710,54 + 88,56=6799,10 м³/сут;

L_VII = W_VII –W₁₉ =6787,87 – 6799,10=–11,23 м³/сут.

Значение L_VII получилось отрицательным. Это показывает, что воду нужно не добавлять в операцию, а удалять – ввести операцию сгущения. Учитывая, что избыток воды составляет малую часть от оптимального значения в операции, от сгущения хвостов основной молибденовой флотации следует отказаться. Тогда

L_VII =0;

W_VII =W₁₉ =6799,10 м³/сут;

W₂₁ = W_VII –W₂₀ =6799,10 – 1,44=6797,66 м³/сут;

L_VIII = W_VIII –W₂₁ =6786,53 – 6797,66=–11,13 м³/сут.

Во II контрольной флотации молибденового цикла также имеется небольшой избыток воды, однако сгущение хвостов не вводится из-за незначительной величины избытка воды. Тогда

L_VIII =0;

W_VIII =W₂₁ =6797,66 м³/сут;

W₂₄ = W_VIII –W₂₃ =6797,66 – 88,56=6709,10 м³/сут;

L_XI = W_XI –W₂₈ =658,56 – 329,28=329,28 м³/сут;

W₃₁ = W_XI –W₃₀ =658,56 – 263,52=395,04 м³/сут;

W₃₅ = W₂₆ +W₃₁ =717,00 + 395,04=1112,04 м³/сут;

L_X = W_X –W₃₅ =1278,72 – 1112,04=166,68 м³/сут;

W₂₉ = W_X –W₂₈ =1278,72 – 329,28=949,44 м³/сут;

W₃₄ = W₂₉ +W₃₂ =949,44 + 653,04=1602,48 м³/сут;

W₂₅ = W₂₄ +W₃₄ =6709,10 + 1602,48=8311,58 м³/сут;

L_IX = W_IX –W₂₅ =7747,49 – 8311,58=–563,79 м³/сут.

Отрицательное значение L_IX указывает на необходимость введения операции сгущения перед циклом флотации меди. Если же отказаться от сгущения питания медной флотации, то получаются следующие значения:

L_IX =0;

W_IX =W₂₅ =8311,58 м³/сут;

Полученное весовое отношение жидкого к твёрдому в операции основной флотации меди сравнимо с оптимальным (R = 2,8), поэтому представляется возможным не применять сгущение.

W₂₇ = W_IX –W₂₆ =8311,58 – 717,00=7594,58 м³/сут;

L_XII = W_XII –W₂₇ =6944,45 – 7594,58=–650,13 м³/сут.

Рассуждения, изложенные выше, приводят к следующему:

L_XII =0;

W_XII =W₂₇ =7594,58 м³/сут;

W₃₃ = W_XII –W₃₂ =7594,58 – 653,04=6941,54 м³/сут.

Так как значение R_XII близко к оптимальному, то хвосты основной медной флотации не сгущаются.

Неизвестные значения R вычисляются по формуле

(11)

Объем пульпы рассчитывается по формуле:

(12)

где δ=3,0 т/м³ – плотность твёрдого в продукте.

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут;

м³/сут.

Результаты расчёта водно-шламовой схемы сводятся в табл. 4, баланс по воде приведён в табл.5.

Таблица 4

Результаты расчёта водно-шламовой схемы

	Наименование операций и продуктов	Q, т/сут	R	W, м3/сут	V, м3/сут
I 1 22 3 4	Основная молибденовая флотация Поступают: Слив классификатора Объединённый промпродукт Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат основной флотации Отходы основной флотации Итого:	2400,00 12,48 – 2412,48 17,76 2394,72 2412,48	2,50 5,50 – 2,80 2,50 2,80 2,80	6000,00 68,64 686,30 6754,94 44,40 6710,54 6754,94	6800,00 72,80 686,30 7559,10 50,32 7503,46 7553,78
II 3 10 6 7	Первая перечистная флотация Поступают: Концентрат основной флотации Хвосты второй перечистки Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат первой перечистки Отходы первой перечистки Итого:	17,76 3,84 – 21,60 9,60 12,00 21,60	2,50 7,88 – 4,00 2,00 5,60 4,00	44,40 30,24 11,76 86,40 19,20 67,20 86,40	50,32 31,54 11,76 93,62 22,40 71,20 93,60
III 6 13 9 10	Вторая перечистная флотация Поступают: Концентрат первой перечистки Хвосты третьей перечистки Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат второй перечистки Отходы второй перечистки Итого:	9,60 1,68 – 11,28 7,44 3,84 11,28	2,00 11,71 – 4,00 2,00 7,88 4,00	19,20 19,68 6,24 45,12 14,88 30,24 45,12	22,40 20,23 6,24 48,87 17,36 31,54 48,90
IV 9 16 12 13	Третья перечистная флотация Поступают: Концентрат второй перечистки Хвосты четвертой перечистки Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат третьей перечистки Отходы третьей перечистки Итого:	7,44 0,72 – 8,16 6,48 1,68 8,16	2,00 20,67 – 4,00 2,00 11,71 4,00	14,88 14,88 2,88 32,64 12,96 19,68 32,64	17,36 15,12 2,88 35,36 15,12 20,23 35,35
V 12 18 15 16	Четвертая перечистная флотация Поступают: Концентрат третьей перечистки Хвосты пятой перечистки Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат четвертой перечистки Отходы четвертой перечистки Итого:	6,48 0,24 – 6,72 6,00 0,72 6,72	2,00 52,00 – 4,00 2,00 20,67 4,00	12,96 12,48 1,44 26,88 12,00 14,88 26,88	15,12 12,56 1,44 29,12 14,00 15,12 29,12
VI 15 17 18	Пятая перечистная флотация Поступают: Концентрат четвертой перечистки Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат пятой перечистки Отходы пятой перечистки Итого:	6,00 – 6,00 5,76 0,24 6,00	2,00 – 4,00 2,00 52,00 4,00	12,00 12,00 24,00 11,52 12,48 24,00	14,00 12,00 26,00 13,44 12,56 26,00
VII 4 23 20 21	Первая контрольная флотация Поступают: Хвосты основной флотации Пенный продукт второй контрольной Итого: Выходят: Пенный продукт первой контрольной Отходы первой контрольной Итого:	2394,72 29,52 2424,24 0,48 2423,76 2424,24	2,80 3,00 2,80 3,00 2,80 2,80	6710,54 88,56 6799,10 1,44 6797,66 6799,10	7503,46 98,40 7601,86 1,60 7594,45 7596,05
VIII 21 23 24	Вторая контрольная флотация Поступают: Хвосты первой контрольной Выходят: Пенный продукт второй контрольной Отходы второй контрольной Итого:	2423,76 29,52 2394,24 2423,76	2,80 3,00 2,80 2,80	6797,66 88,56 6709,10 6797,66	7594,45 98,40 7501,95 7600,35
IX 24 34 26 27	Основная медная флотация Поступают: Хвосты молибденовой флотации Объединённый промпродукт Итого: Выходят: Концентрат основной флотации Отходы основной флотации Итого:	2394,24 372,72 2766,96 286,80 2480,16 2766,96	2,80 4,30 3,00 2,50 3,06 3,00	6709,10 1602,48 8311,58 717,00 7594,58 8311,58	7501,95 1726,94 9228,89 812,60 8416,01 9228,61
X 26 31 28 29	Первая перечистная флотация Поступают: Концентрат основной флотации Хвосты второй перечистки Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат первой перечистки Отходы первой перечистки Итого:	286,80 32,88 – 319,68 164,64 155,04 319,68	2,50 12,01 – 4,00 2,00 6,12 4,00	717,00 395,04 166,68 1278,72 329,28 949,44 1278,72	812,60 405,85 166,68 1385,13 384,16 1000,52 1384,68
XI 28 30 31	Вторая перечистная флотация Поступают: Концентрат первой перечистки Свежая вода Итого: Выходят: Концентрат второй перечистки Отходы второй перечистки Итого:	164,64 – 164,64 131,76 32,88 164,64	2,00 – 4,00 2,00 12,01 4,00	329,28 329,28 658,56 263,52 395,04 658,56	384,16 329,28 713,44 307,44 405,85 713,29
XII 27 32 33	Контрольная флотация Поступают: Хвосты основной флотации Выходят: Пенный продукт контрольной Отходы контрольной флотации Итого:	2480,16 217,68 2262,48 2480,16	3,06 3,00 3,07 3,06	7594,58 653,04 6941,54 7594,58	8416,01 725,60 7699,97 8425,57

Таблица 5

Баланс воды в схеме флотации

Поступает воды в процесс	м3/сут	Уходит воды из процесса	м3/сут
Слив классификатора Свежая вода: в основную молибденовую флотацию, операция Ι в перечистку, операция ΙΙ в перечистку, операция ΙΙΙ в перечистку, операция ΙV в перечистку, операция V в перечистку, операция VI в перечистку, операция Χ в перечистку, операция ΧI	6000 686,30 11,76 6,24 2,88 1,44 12,00 166,68 329,28	С концентратом Mo С концентратом Cu С отвальными отходами	11,52 263,52 6941,54
Всего поступает:	7216,58	Всего уходит	7216,58