ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Санкт – Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет) УТВЕРЖДАЮ Проректор СПГГИ (ТУ) проф. М.А. Иванов « » 2009 УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК» (72 час) Санкт-Петербург 2009 г. 2 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Основная цель изучения дисциплины «Проектирование обогатительных фабрик» – подготовить слушателей ФПК, обладающих глубоким пониманием научных принципов и методик проектирования обогатительных предприятий, способных методически грамотно обосновать и рассчитать принятую в проекте современную ресурсосберегающую технологическую схему рудоподготовки и обогащения; установить на проектируемой фабрике передовое высокопроизводительное отечественное или зарубежное оборудование большой единичной мощности для основных и вспомогательных процессов, а так же – повысить квалификацию в данной области для последующей творческой работы в проектных институтах, организациях и на производстве; ознакомиться с проектнокомпоновочными решениями передовых отечественных и зарубежных фабрик, с прогрессивными современными направлениями в проектировании новых, реконструкции и расширении действующих предприятий. 2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения дисциплины «Проектирование обогатительных фабрик» слушатель факультета повышения квалификации должен знать: – физические и химические свойства полезных ископаемых, их структурномеханические особенности; – современные способы добычи и доставки руды на обогатительные фабрики (циклично поточная технология – ЦПТ); – современные ресурсосберегающие традиционные схемы рудоподготовки и схемы рудного самоизмельчения, основные и комбинированные методы и схемы обогащения, вспомогательные процессы – обезвоживание, пылеотделение и пылеулавливание; – варианты проектно-компоновочных решений корпусов среднего и мелкого дробления на фабриках большой производительности, работающих по двум основным технологическим схемам трехстадиального замкнуто-циклового дробления СОГ и РОГ, а также по особым технологическим схемам в зависимости от физико-механических свойств и руды, кинематических, экономических и других условий; – отечественный опыт и примеры реконструкции и расширения действующих фабрик (Лениногорская фабрика №3, Апатито-нефелиновая фабрика №2») с целью быстрейшего внедрения в промышленность достижения теории и техники обогащения, что является на современном этапенаучно-технической революцией в области проектирования обогатительных фабрик; – современное состояние само– и полусамоизмельчения руд; – типичные проектно-компоновочные решения передовых фабрик; – достижения в развитии передовой технологии рудоподготовки и обогащения; – современное высокопроизводительное оборудования и органичную связь между технологическими схемами, техникой и проектно-компоновочными решениями рудоподготовительных комплексов; – общие принципы и виды проектирования, состав и содержание проектной документации, методы инженерного проектирования и оптимизации; – методики расчета и определения технологических показателей; – проектно-компоновочные решения передовых отечественных и зарубежных обогатительных фабрик для переработки различных типов руд; – методики выбора и расчета производительности основного и вспомогательного технологического оборудования; – мировой опыт проектирования обогатительных фабрик и применения современного оборудования большой единичной мощности; должен уметь: 3 – собирать и обрабатывать материалы, необходимые для проектирования обогатительных фабрик; – выбирать, обосновывать и рассчитывать схемы рудоподготовки, обогащения и обезвоживания; – компоновать оборудование, необходимое для выполнения операций, используя типовые решения предприятий-аналогов; – выдавать исходные данные для проектирования специальных частей проекта; – рассчитывать технико-экономические показатели; – выбирать и рассчитывать необходимое количество оборудования для реализации технологической схемы обогащения; – рассчитывать основные параметры обогатительного оборудования; должен владеть: – горной и обогатительной терминологией; – навыками чтения чертежной документации, работы со справочной литературой, нормами технологического проектирования, каталогами, отчетами проектных организаций и патентными материалами; – навыками расчета технологических схем обогащения, в том числе с применением ЭВМ. должен иметь представление: – о современном состоянии проектно-конструкторских работ и путях их развития на ближайшую перспективу; – о задачах проектирования обогатительных фабрик и реконструкции действующих предприятий, как перспективного направления в деятельности проектных организаций; – о структуре и взаимосвязи комплексов по добычи, рудоподготовке и обогащению полезных ископаемых и их функциональном назначении. 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ Вид учебной работы Всего часов Общая трудоемкость дисциплины 72 Лекции 52 Практические занятия (ПЗ) 20 Вид итогового контроля зачет 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий № пп. 1 2 3 4 Раздел дисциплины Выбор и расчет технологических схем Выбор оборудования и расчет его производительности Проектирование цехов и служб обогатительных фабрик Генеральный план и размещение оборудования по корпусам Лекции, ЛР, час. час. 14 10 20 8 4.2. Содержание разделов дисциплины РАЗДЕЛ 1. Выбор и расчет технологических схем 1.1. Основные показатели в схемах обогащения и методика их определения. Технологические показатели. Баланс по массе и расчетному компоненту. Требования 4 к качеству концентратов. Выбор и обоснование качественных показателей, задаваемых при проектировании. Определение минимально-допустимого содержания полезного компонента в исходном материале. Разделительные признаки и использование сепарационных характеристик для прогноза обогатимости полезных ископаемых. 1.2. Определение производительности фабрики и ее отдельных цехов. Основные условия, влияющие на выбор производительности фабрики. Производительность фабрики, определяемая по наименьшим приведенным затратам. Термины: машинное время, календарное время, коэффициент использования оборудования. Зависимость числа смен и часов работы в сутки от режима работы горного цеха и местоположения фабрики. Коэффициент неравномерности питания. Роль промежуточных складов. Расчет суточной и часовой производительности отдельных цехов фабрики. 1.3. Выбор и расчет схем дробления. Свойства сырья, влияющие на выбор способа рудоподготовки. Разновидности схем дробления. Схемы дробления, чаще всего применяемые на практике. Целесообразность включения в схем операций предварительного и поверочного грохочения. Конечная крупность дробления перед измельчением в шаровых., стрежневых мельницах и мельницах самоизмельчения. Схемы с совмещенным и раздельным грохочением в последней стадии дробления (СОГ и РОГ). Особые схемы дробления крупного и мелкого материалов. Определение необходимого размера дробилки и ее производительности при данной величине выходной щели. Определение производительности дробилки в замкнутом цикле. Типовые характеристики продуктов, получаемых в схемах дробления. Общие условия и методы расчета, исходные данные для расчета схемы, порядок расчета количественной схемы дробления. 1.4. Выбор и расчет схем измельчения. Классификация в схемах измельчения. Оптимальная крупность питания мельниц. Оценка крупности продуктов по уравнению Розина-Раммлера. Расчет классификация в открытом и замкнутом циклах. Виды одностадиальных схем измельчения и их расчет. Двух – и многостадиальные схемы измельчения. Самоизмельчение. Способы борьбы с критическими классами. 1.5. Выбор и расчет схем обогащения с применением ЭВМ. Классификация схем по методам, процессам, операциям, стадиям. Особенности схем флотационного, гравитационного и магнитного обогащения. Расчет принципиальных схем обогащения. Определения числа необходимых и достаточных показателей и их задание. Расчет принципиальных схем флотации при селективной флотации полиметаллических руд, коллективной флотации с разделением концентрата. Расчет полных схем обогащения на примере схемы флотации с тремя перечистками и одной контрольной флотацией. Расчет полных схем по результатам опробования. Расчет схемы с выделением трех продуктов. Расчет водно-шламовой схемы. Порядок определения воды в операциях, выбор исходных показателей, определение баланса воды, общего расходы воды, расхода свежей воды. Использование полного водооборота и его роль в защите окружающей среды. РАЗДЕЛ 2. Выбор оборудования и расчет его производительности 2.1. Общие положения. Общие принципы определения производительности обогатительного оборудования. Преимущества установки оборудования крупных типоразмеров и высокой производительности. Выбор числа стадий. 2.2. Выбор типа и определение производительности оборудования. Выбор типа и расчет производительности оборудования для дробления, грохочения, измельчения, мокрой классификации, гравитационных, флотационных и магнитных процессов обогащения, для обезвоживания и пылеулавливания. Технико-экономические показатели отдельных типов аппаратов. 5 РАЗДЕЛ 3. Проектирования цехов и служб обогатительных фабрик 3.1. Обработка результатов лабораторных и опытно-промышленных исследований на измельчаемость и обогатимость руд, как основы технико-экономического обоснования проектно-конструкторских работ. 3.2. Выбор рационального генплана с учетом производительности, горногеологических и топографических условий, а также способов транспорта руды, продуктов обогащения, удаление и складирования хвостов на базе современного мирового опыта в этом направлении. 3.3. Свойства сырья, влияющие на выбор способа рудоподготовки. Разновидности схем дробления. Схемы дробления, чаще всего применяемые на практике. Целесообразность включения в схем операций предварительного и поверочного грохочения. Конечная крупность дробления перед измельчением в шаровых., стрежневых мельницах и мельницах самоизмельчения. Схемы с совмещенным и раздельным грохочением в последней стадии дробления (СОГ и РОГ). Особые схемы дробления крупного и мелкого материалов. Определение необходимого размера дробилки и ее производительности при данной величине выходной щели. Определение производительности дробилки в замкнутом цикле. Типовые характеристики продуктов, получаемых в схемах дробления. Общие условия и методы расчета, исходные данные для расчета схемы, порядок расчета количественной схемы дробления. Анализ и критический разбор неудачных технологических и проектно-компоновочных решений в отечественной практике проектирования РПК. 3.4. Исследования процессов рудного самоизмельчения, полусамоизмельчения и рудногаличного измельчения, как перспективных способов рудоподготовки. Недостатки традиционных способов рудоподготовки и интенсификация процессов рудного самоизмельчения. Краткий анализ теории и практики шарового измельчения с целью лучшего понимания и внедрения процесса рудного самоизмельчения. Разновидности рудного самоизмельчения, его технологические, эксплуатационные и экономические преимущества, области применения. Творческий подход к решению о выборе в проекте сухого или мокрого процесса самоизмельчения. Главные особенности самоизмельчения – аккумулирование фракции критического размера. Способы регулирования технологического процесса, повышающие его эффективность. Анализ принципиальных технологических схем самоизмельчения на примерах лучших зарубежных фабрик, их индивидуальность и тесная связь с физико-механическими свойствами руды. Методы расчета мельниц самоизмельчения и рудногалечных. Анализ типичных проектно-компоновочных решений РПК с рудным самоизмельчением. 3.5. Исследование современного состояния и тенденций развития технологий, техники обогащения и проектных решений. Достижения ведущих научноисследовательских и проектных институтов (ОАО «Механобр инжиниринг», «Механобр-техника» и др.) в развитии техники и технологии обогащения за последние годы. Современные схемы обогащения передовых и отечественных фабрик. Реконструкция и расширения действующих предприятий – современное и перспективное направление развития проектно-конструкторских работ (на примере Ленинагорской фабрики №3, АНОФ-2, Заряновской и др.). Эффективные открытоцикловые схемы рудоподготовки. Новой технике и аппаратов большой единичной мощности: грохота типа «Банан», большеобъемные мельницы, флотомашины, фильтры «Керамик» и т.д. Многосекционные проектные решения отделений флотации. 3.6. Проектирование отделений сгущений и вакуум фильтровальных установок. Схемы компоновок фильтровального оборудования. Схемы вакуум оборудования 6 для обезвоживания. Пресс-фильтры и их применение на обогатительных фабриках. Гидротранспорт концентратов. Примеры из мировой практики. 3.7. Проектирование вспомогательных цехов и служб обогатительных фабрик. Реагентное отделение и склады реагентов. Норма расхода для составления проекта реагентного отделения. 3.8. Ремонтное хозяйство. Способы проведения ремонтных работ. Подъемнотранспортное оборудование, монтажные площадки, ремонтные пункты в цехах. Анализ зарубежного опыта выбора и расчета мостовых кранов при проектировании отделений измельчения. Мех. Мастерские, материальные склады. РАЗДЕЛ 4. Генеральный план и размещение оборудования по корпусам 4.1. Общие принципы выбора площадки и компоновки оборудования. Выбор площадки для фабрики. Состав цехов и корпусов обогатительной фабрики. Схема сооружений на генплане. Принципы размещения. Коэффициент застройки. «Роза ветров». Компоновка оборудования внутри фабрики. Устройство перегрузочных узлов. Замкнутый цикл дробления на генплане. Железнодорожный и автомобильный транспорт на фабричной площадке. Складирование мокрых и сухих хвостов. 4.2. Размещение оборудования в цехах фабрики. Приемные устройства. Типовая компоновка оборудования в отделениях крупного, среднего и мелкого дробления. Размещение склада дробленой руды. Каскадное и одноуровневое расположение дробилок. Размещение оборудования в отделениях измельчения, самоизмельчения, флотации и магнитного обогащения. Размещение оборудования на гравитационных фабриках. Компоновка оборудования в цехах обезвоживания и сушки. Системы и схемы дренажа в цехах, уклоны полов и дренажных канав. Очистка полов, возврат дренажных вод в процесс. Способы хранения и отгрузки концентратов. 4.3. Техника безопасности и охрана труда на обогатительных фабриках. Ширина проходов, обслуживание площадок, ограждения. Правила безопасности при работе с реагентами. Меры борьбы с пылью. Защита от вибраций и поражения электротока. Правила противопожарной безопасности. 5. НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ № Темы практических занятий п/п 1 Расчет канонических схем флотации по содержаниям и извлечения ценных компонентов от руды в концентратных продуктах 2 Расчет канонических схем флотации по содержаниям и частным извлечениям ценных компонентов от операции в концентратных продуктах 3 Расчет канонических схем флотации по результатам опробования, т.е. по содержаниям ценных компонентам во всех продуктах разделения 4 Проектно-компоновочное решение двух узлов 5 Проектно-компоновочное решение замкнутого цикла дробления в одном корпусе 6 Проектно-компоновочные решения корпусов крупного дробления (ККД) 7 Проектно-компоновочные решения корпусов среднего и мелкого дробления (КСМД) 8 Проектно-компоновочные решения в отделениях измельчения и флотации 7 Кол-во часов 2 2 2 2 2 2 4 4 6. ТЕМАТИКА И ФОРМЫ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ Индивидуальны консультации по темам лекций и практических занятий. 7. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Основная 1. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик. 4-е изд., М., Недра, 1982 2. Рыбаков В.В. Расчет технологических схем обогащения. РИЦ СПГГИ (ТУ), 1998. 3. Андреев Е.Е., Захваткин В.В. Проектирование обогатительных фабрик. Сборник задач. Учебное пособие. РИЦ СПГГИ (ТУ), 2006. Дополнительная: 4. Тихонов О.Н. и др. Справочник по проектированию рудообогатительных фабрик. Книга 1,2. М., Недра,1988. 5. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. 2-е изд., М., Недра, 1984. 6. Яшин В.П., Бортников А.В. Теория и практика самоизмельчения. М., Недра, 1978. 7. Захваткин В.К. Анализ зарубежного опыта рудного самоизмельчения медных и медно-молибденовых руд. М., Цветметинформация, 1975. 8. Артюшин С.П. Проектирование углеобогатительных фабрик. М., Недра, 1974. 9. Клебанов О.Б. Реагентное хозяйство обогатительных фабрик. М., Недра, 1976. 10. Свирин В.Г. и др. Ремонтно-вспомогательное хозяйство обогатительных фабрик. М., Недра, 1978. Программу составил: доцент, к.т.н. В.В. Захваткин И. о. зав. кафедрой ОПИ В.Б. Кусков Декан Металлургического факультета, профессор Н.М. Теляков 8