Объекты коммерциализации

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
______________________
Руководитель ООП
по направлению 130400
декан ГФ проф. О.И. Казанин
_______________________
И.о. зав. кафедрой ОПИ,
доц. В.Б. Кусков
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ДРОБЛЕНИЕ, ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ И ПОДГОТОВКА
СЫРЬЯ К ОБОГАЩЕНИЮ»
Направление подготовки: 130400 Горное дело
Специализация: №6 Обогащение полезных ископаемых
Квалификация (степень) выпускника: специалист,
специальное звание "горный инженер"
Составитель: доцент кафедры ОПИ Андреев Е.Е.
Санкт-Петербург
2012
1. Цель и задачи дисциплины
Цель курса - на основе теоретических закономерностей процессов
подготовки сырья к обогащению научить особенностям применения
различных аппаратов и машин для рудоподготовки полезных
ископаемых, привить навыки оценки методов и умения инженерных
расчетов аппаратов и схем дробления, измельчения и грохочения.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате освоение дисциплины “Дробление, измельчение и
подготовка сырья к обогащению” студент должен:
 иметь представление о современном состоянии циклов
рудоподготовки и путях их развития на ближайшую перспективу; об
основных научно-технических проблемах и тенденциях интенсификации
процессов рудоподготовки и перспективных направлениях в разработке
новых машин ; о месте процессов дробления, грохочения и измельчения в
общей структуре обогатительного передела и взаимосвязи с другими
методами и процессами обогащения;
 знать физические свойства полезных ископаемых, их структурномеханические особенности; теоретические основы процессов подготовки
сырья к обогащению, аппараты для дробления, измельчения и грохочения
и особенности их эксплуатации; общие принципы проектирования
рудоподготовительных переделов обогатительных фабрик;
 уметь производить сравнительную оценку экономической
эффективности применения различных методов рудоподготовки
применительно к данному полезному ископаемому; обрабатывать
результаты экспериментов; разрабатывать комплексные технологические
процессы
и
схемы
рудоподготовки
полезных
ископаемых,
обеспечивающие безотходные и экологически чистые технологии;
выбирать схемы контроля и автоматизации производственных процессов
рудоподготовительных переделов обогатительных фабрик; проводить
измерения параметров технологического процесса и оборудования;
выбирать и рассчитывать необходимое количество оборудования для
реализации технологической схемы рудоподготовки; рассчитывать
основные параметры оборудования для дробления, грохочения и
измельчения; выбирать и определять оптимальные режимы ведения
технологического процесса в зависимости от вещественного состава и
гранулометрической
характеристики
полезного
ископаемого;
анализировать устойчивость технологического процесса и качество
выпускаемой обогатительной фабрикой продукции;
 владеть горной и обогатительной терминологией; навыками
составления и отлаживания программ обработки данных на ЭВМ,
использования базы данных для накопления и переработки
производственной и научно-технической информации в области
подготовки руд к обогащению; анализа технико-экономических
показателей работы обогатительной фабрики и разработки мероприятий
для улучшения этих показателей.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
и (или) другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа, в том числе:
Курсовой проект
Расчетно-графические работы
Реферат
и (или) другие виды самостоятельной работы
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
Всего
часов
119
85
51
Семестры
6
7
85
34
85
34
17
34
34
34
34
34
экз.
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
1
2
3
Раздел дисциплины
Грохочение
Дробление
Измельчение
Лекции,
час.
13
15
23
Лб, час.
8
12
14
4.2. Содержание разделов дисциплины
РАЗДЕЛ 1. Грохочение. Введение. Дробление, измельчение и
грохочение как основные процессы рудоподготовительных переделов
обогатительных фабрик; их место в общей схеме обогащения полезных
ископаемых. Раскрытие минеральных зерен как основа успешного
обогащения. Задачи и содержание курса, его связь с другими областями
знаний.
Основы процесса грохочения. Рабочая поверхность грохота:
колосниковые решетки, листовые решета со штампованными отверстиями,
решетки из резины, проволочные сетки, шпальтовые, струнные сита,
живое сечение рабочей поверхности. Гранулометрический состав
материала. общее понятие о седиментационном и микроскопическом
анализах. Размер отдельных зерен. Ситовый анализ. Cтандартные шкалы
сит. Характеристики крупности. Уравнения характеристик крупности.
Определение поверхности зерен минерала по известному уравнению характеристики крупности. Средний диаметр зерен сыпучего материала.
Вероятность прохождения зерна сквозь отверстие. Трудные и
затрудняющие зерна. Эффективность грохочения - общая и по отдельным
классам крупности. Влияние гранулометрического состава материала на
грохочение, скорости движения материала по грохоту, угла наклона и
других условий. Зависимость эффективности грохочения отдельных
классов от общей эффективности, гранулометрического состава исходного
материала и относительной крупности классов.
Виды
грохочения
по
технологическому
назначению
самостоятельное, подготовительное, вспомогательное, избирательное, для
обезвоживания и по условиям работы. Порядок грохочения - от крупного к
мелкому, от мелкого к крупному и комбинированный.
Грохоты. Общая классификация грохотов. Неподвижные колосниковые
грохоты. грохоты частично подвижные (с движением отдельных частей
просеивающей
поверхности).
Валковые
грохоты.
Барабанные
вращающиеся грохоты. По каждому типу грохотов: схема устройства,
принцип действия, размеры, область применения, производительность,
показатели работы. Кинематические классы грохотов. Плоские грохоты с
симметричными продольными колебаниями; принцип действия, режимы
работы в зависимости от скорости вращения вала и эксцентриситета.
Условия движения материала по решету.
Схема эксцентрикового (полувибрационного) грохота условия
уравновешивания,
область
применения,
показатели
работы.
Вибрационные (инерционные) грохоты с круговыми вибрациями,
самоцентрирующиеся грохоты.
Вибрационные грохоты с прямолинейными вибрациями - грохот с
самобалансным вибратором, самосинхронизирующиеся, самобалансные
грохоты. Резонансные грохоты, электровибрационные. Гидравлические
грохоты. По каждому типу грохотов - схема устройства, принцип действия,
динамика, область применения, показатели работы. Условия, влияющие
на производительность и эффективность работы вибрационных грохотов.
Способы крепления и очистка сит.
РАЗДЕЛ 2. Дробление. Физические основы дробления и
измельчения. Сущность процессов дробления и измельчения.
Современные представления о процессе разрушения хрупких тел.
Прочность и твердость горных пород.
Теория дробления (законы
Риттингера, Кирпичева-Кика, Ребиндера, Бонда) и их взаимная связь.
Способы дробления и измельчения. Дробление крупное, среднее и мелкое.
Степень дробления и измельчения.
Дробилки.
Классификация
дробильно-измельчительного
оборудования. Щековые дробилки с простым и сложным качанием щеки.
Конусные дробилки для крупного дробления с подвешенным валом и с
гидравлическим регулированием положения дробящего конуса. По всем
дробилкам для крупного дробления: схемы устройства и принцип
действия, условия, определяющие их работу, формулы для определения
угла захвата, числа оборотов, мощности и производительности,
предельные степени дробления, типовые характеристики продуктов
дробления; расход энергии и стали на 1 тонну руды, способы
регулирования, требования по обслуживанию машин и технике
безопасности. Выбор типоразмера дробилок крупного дробления для
работы в заданных условиях.
Конусные дробилки среднего и мелкого дробления. Дробилки с
гидравлической амортизацией и регулированием разгрузочной щели.
Безэксцентриковые инерционные дробилки. По всем типам дробилок для
среднего и мелкого дробления: схема устройства и
принцип действия, область применения, производительность, число
оборотов, степень дробления, типовые характеристики дробленной руды,
расход энергии и стали, способы регулирования.
Дробильные валки, устройство, скорость движения, область
применения. Зависимость диаметра валков от размера дробимых кусков.
Теоретическая производительность.
Работа дробилок среднего и мелкого дробления в замкнутом цикле с
грохотом. Определение циркулирующей нагрузки.
Машины для среднего и мелкого дробления мягких и хрупких пород.
Зубчатые и валковые дробилки для угля. Молотковые и роторные
дробилки и дезинтеграторы. Схема устройства и принцип действия,
степень дробления, производительность, расход энергии и стали, способы
управления. Выбор типа и размеров дробилок для среднего и мелкого
дробления для работы в заданных условиях. Cпособы автоматического
регулирования дробильных агрегатов.
РАЗДЕЛ 3. Измельчение. Измельчительное оборудование. Типы
мельниц и классификаторов. Принцип действия. Мельницы с центральной
и периферической разгрузкой, мельницы с разгрузкой через решетку.
Стержневые мельницы. Мельницы самоизмельчения “Каскад” и сухого
самоизмельчения
“Аэрофол”,
рудногалечные.
мельницы.
Аэродинамические мельницы. Питатели, футеровки и привод мельницы.
Схема устройства и принцип действия центробежных и вибрационных
мельниц.
Механика измельчающей среды барабанных мельниц. Скоростные
режимы - каскадный, водопадный, сверхкритический. угол отрыва шаров.
Критическая скорость вращения мельниц. Уравнения круговой и
параболической траектории движения шаров в мельнице. Координаты
характерных точек параболической траектории. Оборачиваемость шаров в
мельнице.
Эксплуатация барабанных мельниц. Степень заполнения объема
мельниц дробящей средой. Насыпной вес шаров, стержней, дробящей
гальки в мельнице. Нагрузка дробящей среды. Мощность, потребляемая
мельницей при каскадном и водопадном режимах работы. Опытные
закономерности износа шаров в мельнице. Уравнения гранулометричеких
характеристик шаров в мельнице при регулярном питании шарами одного
размера. Рационированная загрузка шаров. Расход шаров и стержней на 1
кВтч энергии.
Открытый и замкнутый циклы измельчения. Стадиальное
измельчение. Процесс образования циркулирующей нагрузки. Основное
уравнение для плотности пульпы. Определение циркулирующей нагрузки
по опробованию цикла измельчения. Экономические преимущества
самоизмельчения. Схемы измельчения.
Производительность мельниц по руде, расчетному классу. Факторы,
определяющие производительность мельниц: размеры, частота вращения,
измельчающая среда, циркулирующая нагрузка, уровень пульпы.
Определение производительности мельниц.
Шаровое хозяйство. Ремонт мельниц. Организация труда. Техникоэкономические показатели измельчения. Выбор типа и размера мельниц
для работы в заданных условиях.
Кинетика измельчения. Уравнения кинетики измельчения.
Измельчаемость полезных ископаемых; методы её определения.
Автоматизация циклов измельчения. Автоматическое управление
циклами измельчения со стандартной мелющей средой и самоизмельчения.
Особенности регулирования циклов измельчения с механическими
классификаторами и гидроциклонами. АСУ ТП в циклах измельчения.
Анализ схем дробления, измельчения и грохочения, применяемых на
обогатительных фабриках. Перспективы создания нового оборудования
для дробления, измельчения и грохочения. Техника безопасности в цехах
дробления и измельчения.
5. Лабораторный практикум
№
№ раздела
дисциплины
1
1
2
1
3
1
4
2
5
2
6
3
7
3
8
3
9
3
Наименования лабораторных работ
Ситовый анализ мелкого материала сухим способом и с промывкой
на мелком сите. Построение характеристик крупности суммарных
“по плюсу“ и “по минусу“ простых, полулогарифмических и
логарифмических
Определение эффективности грохочения плоского грохота при
разной производительности по исходному материалу
Зависимость эффективности грохочения от продолжительности
рассева
Определение
производительности,
степени
дробления
и
характеристики крупности дробленного продукта щековых и
валковых дробилок
Дробление на валках в замкнутом цикле с грохотом. Исследование
нарастания циркулирующей нагрузки до установившегося режима
Исследование влияния степени заполнения мельницы шарами,
характеристики крупности шаровой смеси и скорости вращения
мельницы на производительность по вновь образованному классу
Воспроизведение замкнутого цикла измельчения в лабораторных
условиях. Исследование зависимости производительности мельниц
от величины циркулирующей нагрузки
Расчет технологической схемы и выбор оборудования для цехов
дробления и измельчения по заданной схеме и производительности
Разбор проектов цехов дробления и измельчения фабрики большой
производительности
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература
Основная
1.
Андреев Е.Е. Тихонов О.Н. Дробление, измельчение и подготовка
сырья к обогащению. Учебник. СПбГГТУ, 2007 г.
2. Тихонов О.Н. Теория разделения минералов. Учебник. СПбГГТУ, 2008 г.
3. Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению.
Методические указания к курсовому проекту для студентов специальности
130405/СПбГТУ; Сост. ., Андреев Е.Е., Николаева Н.В. СПб, 2008 г.
Дополнительная
4. Перов В.А., Андреев Е.Е., Биленко Л.Ф. Дробление, измельчение и
грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1990.
5. Справочник по обогащению руд. М.: Недра, 1983-1984. Т. 1, 2, 4.
6. Справочник по обогащению угля. М.: Недра, 1984.
7. Справочник по проектированию рудных обогатительных фабрик. М.:
Недра, 1988. Кн.1.
8. A. Gupta and D.S. Yan Mineral Processing Design and Operations. An
Introdaction. ELSEVIER.2008.
9. Mineral Processing Plant Design, Practice, and Control. Proccedings. Vol. 1.
Published by the Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. Edited
by Andrew L. Mular, Dough N. Halbe, and Derek J. Barratt. 2002
- Библиотечка Либертариума – http://libertarium.ru/library
- Базы данных с полнотекстовыми публикациями в научных
периодических изданиях Science Direct – http://www.sciencedirect.com/
- Базы данных с полнотекстовыми публикациями в научных
периодических изданиях JSTOR – http://www.jstor.org/ (на англ. языке)
http://library.hse.ru/info/JSTORinfo.htm (на русск. языке ГУ–ВШЭ)
- База данных англоязычных научных периодических изданий ProQuest –
http://www.proquest.co.uk/en–UK/utilities/default.shtml\
- Базы данных с полнотекстовыми публикациями в
периодических изданиях EBSCO – http://www.ebscohost.com/
научных
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Для лучшего освоения дисциплины используются следующие
обучающие компьютерные программы:
JKSimMet, UNICRUSH,
UNIGRIND.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированная лаборатория, оснащенная лабораторными
дробилками, мельницами, грохотами и другим вспомогательным
оборудованием, а также макетами основного оборудования по
рудоподготовке.
Разработчик:
Горный университет,
каф. ОПИ, доцент
Е.Е. Андреев