7.5. Визначення виробничої потужності заводу за вихідною сировиною

Потрібна продуктивність ДСЗ по вихідному матеріалу Q_вх [1]:

Q_вх=Q_г.п.δ·_гот/(γ_гот·δ_вх)=250000·1,3/(0,9965·1,7)=201052,63 м³/рік, (7.9)

де Q_{г.п .}= 250000 – продуктивність ДСЗ по готовій продукції, м³/рік.

δ_гот = 1,3 – насипна маса (щільність) готової продукції фракцій (10..20) мм, т/м³ [8…10].

γ_гот =0,9965 – вихід готової продукції з урахуванням утилізації відходів, в.о.

δ_вх=1,7 – насипна маса (щільність) вхідного продукту, т/м³ [8…10].

Годинна продуктивність ДСЗ по вхідному матеріалу Q_год :

Q_год= 38,93 м³/год (7.10)

7.6. Розрахунок якісно-кількісної схеми дробарко-сортувального заводу

7.6.1. Вихід продукту операцій 2, 3, 6, рисунок 7.1:

γ₂ =γ₁^-100·Е₁ =0,25·0,7=0,17, в.о., (7.11)

де γ₁^-100 =0,25 – вихід фракцій (0…100) мм у вхідній гірській масі, таблиця 7.2, в.о.;

Е=0,7 - ефективність грохочення першої операції при використанні інерційного грохота ГІТ-21, прийнята за таблицею 7.3. [1], для розрахунку гіршого варіанту, в.о.

7.6.2. Вихід продукту операції 3 та 6, рисунок 7.1:

γ₃= γ₁- γ₂=1-0,17=0,83; (7.12)

γ₆= γ₃= 0,83. (7.13)

Таблиця 7.3. – Ефективність операцій грохочення

Найменування операції	Тип обладнання	Ефективність грохочення, %
1	2	3
Попереднє грохочення перед першою стадією подрібнення	Колосниковий нерухомий грохот Інерційний грохот	60…70 70…85
Те ж саме перед другою стадією подрібнення	Вібраційний грохот	85…90
Кінцеве товарне грохочення, грохочення в замкненому циклі	Інерційний грохот Вібраційний грохот	90…98 90…98
Класифікація	Спіральний класифікатор	60…70
Промивання	Коритні і вібраційні промивальні машини	85…95

7.6.3. Фракційна ефективність операції грохочення 1:

Е₁^-d=1-(1- Е₁)·(d/100)^c, (7.14)

де

С=К₁·Е₁/(1- Е₁)=1,06·0,7/(1-0,7)=2,47; (7.15)

К ₁=3,222·lg(γ₁^-100 /γ₁^-50)=3,322· lg(0,25 /0,15)=1,06, (7.16)

де γ₁^-50=0,15 – вихід фракції (0…50) мм у вхідній гірській масі, визначено з характеристики крупності вхідної гірничої маси, таблиця 7.2.

Отже, за (7.14) фракційна ефективність грохочення на 1 операції:

Е₁^-100=1-(1- Е₁)·(d₁/100)^c =1-(1-0,7)·(100/100)^2,47=0,7;

Е₁^-70 =1-(1- Е₁)·(d₂/100)^c =1-(1-0,7)·(70/100)^2.47=0,87;

Е₁^-40 =1-(1- Е₁)·(d₃/100)^c =1-(1-0,7)·(40/100)^2,47=0,96;

Е₁^-20 =1-(1- Е₁)·(d₄/100)^c =1-(1-0,7)·(20/100)^2,47=0,99;

Е₁^-10 =1-(1- Е₁)·(d₅/100)^c =1-(1-0,7)·(10/100)^2,47 =0,99;

Е₁^-5 =1-(1- Е₁)·(d₆/100)^c =1-(1-0,7)·(5/100)^2,47=0,99;

Е₁^-0,14 =1-(1- Е₁)·(d₇/100)^c =1-(1-0,7)·(0,14/100)^2,47=0,99.

7.6.4. Характеристика крупності продуктів операції 2:

γ₂^-d= γ₁^-d· Е₁^-d, в.о. (7.17)

γ₂^-100= γ₁^-100· Е₁^-100=0,25·0,7=0,17;

γ₂^-70= γ₁^-70· Е₁^-70=0,16·0,87=0,14;

γ₂^-40= γ₁^-40· Е₁^-40=0,09·0,96=0,09;

γ₂^-20= γ₁^-20· Е₁^-20=0,08·0,99=0,08;

γ₂^-10= γ₁^-10· Е₁^-10=0,06·0,99=0,06;

γ₂^-5 = γ₁^-5· Е₁^-5=0,03·0,99=0,03;

γ₂^-0,14= γ₁^-0,14· Е₁^-0,14=0,01·0,99=0,01.

7.6.5. Характеристика крупності продуктів операції 3:

γ₃^-d= γ₁^-d - γ₂^-d, в.о. (7.18)

γ₃^-100= γ₁^-100 - γ₂^-100=0,25-0,17=0,08;

γ₃^-70= γ₁^-70 - γ₂^-70=0,16-0,14=0,02;

γ₃^-40= γ₁^-40 - γ₂^-40=0,09-0,086=0,004;

γ₃^-20= γ₁^-20 - γ₂^-20=0,08-0,08=0;

γ₃^-10= γ₁^-10 - γ₂^-10=0,06-0,06=0;

γ₃^-5= γ₁^-5 - γ₂^-5=0,03-0,03=0;

γ₃^-0,14= γ₁^-0,14 - γ₂^-0,14=0,01-0,01=0.

7.6.6. Вихід продукту операцій 4, 5, 7:

γ₄ =γ₂^-20 Е₂ =0,08·0,87=0,0696, (7.19)

7.6.6.1. Ефективність грохочення Е₂ можна визначити за таблицею 7.3. або за емпіричною залежністю [11]:

E₂ = e·k₁^’·k₂^’·k₃^’= 89·1,05·0,95·0,98=87, %, (7.20)

де e = 89 - еталонна ефективність грохочення для середніх умов, % (Додаток В, таблиця В1.);

k₁^'=1,05 - коефіцієнт, що враховує кут нахилу грохота 12^о (Додаток В, таблиця В2.);

k₂^'=0,95 - коефіцієнт, що враховує процентний вміст зерен нижнього класу у вихідному матеріалі (Додаток В, таблиця В2.);

k₃^'=0,98 - коефіцієнт, що враховує процентний вміст у нижньому класі зерен розміром, меншим за половину розміру отвору сита (Додаток В, таблиця В2.).

γ₅= γ₂- γ₄=0,17-0,0696=0,1; (7.21)

γ₇= γ₅+ γ₆=0,1+0,83= 0,93; (7.22)

7.6.7. Фракційна ефективність операції грохочення 2:

Е₂^-d=1-(1- Е₂)·(d/20)^c, (7.23)

де

С=К₂·Е₂/(1- Е₂)=0,58·0,87/(1-0,87)=3,88;

К₂=3,222·lg(γ₂^-20/γ₂^-10)=3,222· lg(0,09/0,06)=0,58,

де γ₁^-10 =0,06 – визначено з характеристики крупності вхідної гірської маси, в.о.;

Отже (7.23):

Е₂^-20 =1-(1- Е₂)·(d₄/20)^c =1-(1-0,87)·(20/20)^3,88=0,87;

Е₂^-10 =1-(1- Е₂)·(d₅/20)^c =1-(1-0,87)·(10/20)^3,88=0,99;

Е₂^-5 =1-(1- Е₂)·(d₆/20)^c =1-(1-0,87)·(5/20)^3,88=0,99;

Е₂^-0,14 =1-(1- Е₂)·(d₇/20)^c =1-(1-0,87)·(0,14/20)^3,88=0,99.

7.6.8. Характеристика крупності продуктів операції 5:

γ₅^-d =γ₂^-d (1-E ₂^-d) , якщо d<20; (7.24)

γ₅^-d= γ₂^-d-γ_{4 ,} якщо d= >20; (7.25)

Розрахунок проведений за формулою γ₅=γ₂-γ₄, бо продукт операції 5 складається з фракцій (20…100) мм., тобто відповідає умові d =20 або > 20, що задовольняє даній формулі.

γ₅^-100= γ₂^-100- γ₄=0,17-0,0696=0,10;

γ₅^-70= γ₂^-70- γ₄=0,14-0,08=0,06;

γ₅^-40= γ₂^-40- γ₄=0,086-0,08=0,006;

γ₅^-20= γ₂^-20·(1-Е₂^-20)=0,08·(1-0,87)=0,01;

γ₅^-10= γ₂^-10·(1-Е₂^-10)=0,06·(1-0,99)=0,006;

γ₅^-5= γ₂^-5·(1-Е₂^-5)=0,03·(1-0,99)=0,003;

γ₅^-0,14= γ₂^-0,14·(1- Е₂^-0,14)=0,01·(1-0,99)=0,00.

7.6.9. Характеристика крупності продуктів операції 6 після першої дробарки:

γ₆^-d= γ₃^-d +γ₃^і1·b^-d_i1, (7.26)

де і1 – обрана ширина вихідної щілини дробарки на операції 3 подрібнення;

b^-d_i1 – вміст фракцій (0…d) мм в роздрібненому продукті на операції 3 дроблення.

Ширину вихідної щілини і1 дробарки приймаємо 100 мм, щоб отримати найбільшу кількість фракції щебінки (10…20) мм. Тоді за характеристикою крупності, яка наведена у [28] або у Додатку Г, рисунок Г.1, знаходимо, що вихід продукту при прийнятій ширині вихідної щилини дробарки γ₃¹³ =0,52.

7.6.10. Склад необхідного класу від 0 до d в подрібненому продукті:

b^-d_i1= 1- γ₃^і1. (7.27)

Величина γ₃^і1 визначається за типовою характеристикою крупності [28]:

b^-100_i1=1-0,52=0,48;

b^-70_i1=1-0,63=0,37;

b^-40_i1=1-0,95=0,05;

b^-20_i1=1-0,97=0,03;

b^-10_i1=1-0,99=0,01;

b^-5_i1=1-0,99=0,01;

b^-0,14₁₃=1-1=0.

Тоді за (7.26):

γ₆^-100= γ₃^-100 + γ₃^-і3 b^-100_i1=0,08+0,52·0,48=0,33;

γ₆^-70= γ₃^-70 + γ₃^-70 b^-70_i1=0,02+0,52·0,37=0,21;

γ₆^-40= γ₃^-40 + γ₃^-40 b^-40_i1=0,004+0,52·0,05=0,03;

γ₆^-20= γ₃^-20 + γ₃^-20 b^-20_i1=0+0,52·0,03=0,016;

γ₆^-10= γ₃^-10 + γ₃^-10 b^-10_i1=0+0,52·0,01=0,005;

γ₆^-5= γ₃^-5 + γ₃^-5 b^-5_i1=0+0,52·0,01=0,0005;

γ₆^-0,14= γ₃^-0,14 + γ₃^-0,14 b^-0,14_i1=0+0,6·0=0.

7.6.11. Характеристика крупності продуктів операції 7 :

γ₇^-d= γ₃^-d-γ₆^-d , якщо d <=70 . (7.28)

γ₇^-70= γ₅^-70 + γ₆^-70 =0,06+0,21=0,27;

γ₇^-40= γ₅^-40+ γ₆^-40=0,02+0,03=0,05;

γ₇^-20= γ₅^-20+ γ₆^-20=0,01+0,016=0,026;

γ₇^-10= γ₅^-10+ γ₆^-10=0+0,005=0,005;

γ₇^-5= γ₅^-5+ γ₆^-5=0+0,005=0,005;

γ₇^-0,14= γ₅^-0,14 + γ₆^-0,14 =0+0=0,00.

7.6.12. Вихід продукту операції 8, 9, 12:

γ₈ =γ₇^-70·Е₃ =0,27·0,87=0,24, (7.29)

Ефективність грохочення на третьому грохоті (операції 7) визначена за методикою, що наведена у підпункті 7.6.6.1.

Е₃=89·1,05·0,95·0,98=87, %;

γ₉= γ₇- γ₈=0,93-0,24=0,69;

γ₁₂= γ₉=0,69.

7.6.13. Фракційна ефективність грохочення на третьому грохоті (операція7):

Е₃^-d=1-(1- Е₃)·(d/70)^c, (7.30)

де

С=К₃·Е₃/(1- Е₃)=1,87·0,87/(1-0,87)=12,51;

К₃=3,222·lg(γ₇^-70/γ₇^-40)=3,222· lg(0,27/0,05)=1,87,

Отже,

Е₃^-70 =1-(1- Е₃)·(d₂/70)^c =1-(1-0,87)·(70/70)^12,51=0,87;

Е₃^-40 =1-(1- Е₃)·(d₃/70)^c =1-(1-0,87)·(40/70)^12,51=0,99;

Е₃^-20 =1-(1- Е₃)·(d₄/70)^c =1-(1-0,87)·(20/70)^12,51=0,99;

Е₃^-10 =1-(1- Е₃)·(d₅/70)^c =1-(1-0,87)·(10/70)^12,51=0,99;

Е₃^-5 =1-(1- Е₃)·(d₆/70)^c =1-(1-0,87)·(5/70)^12,51=0,99;

Е₃^-0,14 =1-(1- Е₃)·(d₇/70)^c =1-(1-0,87)·(0,14/70)^12,51=0,99.

7.6.14. Характеристика крупності продуктів операції 8, 9:

γ₈^-d =γ₇^-d·Е₃^-d; (7.31)

γ₈^-70 =γ₇^-70·Е₃^-70=0,27·0,87=0,24;

γ₈^-40 =γ₇^-40·Е₃^-40=0,05·0,99=0,05;

γ₈^-20 =γ₇^-20·Е₃^-20=0,026·0,99=0,0257;

γ₈^-10 =γ₇^-10·Е₃^-10=0,005·0,99=0,00495;

γ₈^-5 =γ₇^-5·Е₃^-5=0,005·0,99=0,00495;

γ₈^-0,14 =γ₇^-0,14·Е₃^-0,14=0·0,99=0,00.

7.6.15. Характеристика крупності продуктів операції 9:

γ₉^-d =γ₇^-d-γ₈^-d= γ₇^-d·(1-Е₃^-d). (7.32)

γ₉^-70 =γ₇^-70-γ₈^-70=0,27-0,24=0,03;

γ₉^-40 =γ₇^-40-γ₈^-40=0,05-0,0495=0,001;

γ₉^-20 =γ₇^-20-γ₈^-20=0,026-0,0257=0,0003;

γ₉^-10 =γ₇^-10-γ₈^-10=0,005-0,00495=0,00005;

γ₉^-5 =γ₇^-5-γ₈^-5=0,005-0,00495=0,00005;

γ₉^-0,14 =γ₇^-0,14-γ₈^-0,14=0,00.

7.6.16. Вихід продуктів операцій 10, 11, 13:

γ₁₀= γ₈^-10·Е₄=0,00495·0,85=0,004, (7.33)

де Е₄=0,85 – ефективність грохочення на четвертому грохоті (операція 8) прийнята мінімальною, що забезпечує ефективне грохочення для збільшення завантаження дробарки [1] або у таблиці 7.3.

γ₁₁ =γ₈-γ₁₀=0,24-0,004=0,236; (7.34)

γ₁₃ = γ₁-γ₄-γ₁₀=1-0,0696-0,004=0,926. (7.35)

7.6.17. Фракційна ефективність грохочення на четвертому грохоті (операція 8):

Е₄^-d=1-(1-E₄)(d/10)^c ,d<10,

де К₄=3,222 lg (γ₈^-10/γ₈^-5)=3,222 lg(0,00495/0,00495)=0,03;

С=К₄ Е₄/(1-Е₄)=0,03·0,85/(1-0,85)=0,27;

Е₄^-10=1-(1-0,85)(10/10)^0,27=0,90;

Е₄^-5=1-(1-0,85)(5/10)^0,27=0,92;

Е₄^-0,14=1-(1-0,85)(0,14/10)^0,27=0,97.

7.6.18. Характеристика крупності продуктів операцій 11,12,13:

γ₁₁^-d = γ₈^-d·(1-Е₄^-d), якщо d<10; (7.36)

γ₁₁^-d =γ₈^-d-γ_10, якщо d=10 або d >10; (7.37)

γ₁₂^-d= γ₉^-d+γ₉ ^і6·b_i2^-d, якщо d=і6 або d< і2; (7.38)

γ₁₂^-d= γ₉^-d+γ₉ ^id·b_i2^-d, якщо d>і2; (7.39)

γ₁₃^-d= γ₁₁^-d+γ₁₂^-d. (7.40)

7.6.18.1. Характеристики крупності продуктів операції 11:

Розрахунки проводимо за γ₁₁^-d =γ₈^-d-γ_10, так як d=10 або d >10:

γ₁₁^-70=γ₈^-70-γ₁₀ =0,24-0,00347=0,237;

γ₁₁^-40 =γ₈^-40-γ₁₀ =0,05-0,00347=0,047;

γ₁₁^-20 =γ₈^-20-γ₁₀ =0,0257-0,00347=0,022;

γ₁₁^-10 = γ₈^-10·- γ₁₀=0,00495-0,00347=0,0015;

γ₁₁^-5 = γ₈^-5·(1-Е₄^-5)=0,00495 (1-0,92)=0,0004;

γ₁₁^-0,14 = γ₈^-0,14·(1-Е₄^-0,14)=0 (1-0,99)=0,00.

7.6.18.2. Характеристики крупності продуктів операції 12 після другої дробарки:

γ₁₂^-d= γ₉^-d+γ₉ ^id·b_i2^-d, якщо d>і2 (7.41)

Величина визначається за типовою характеристикою крупності другої дробарки [1], так само, як пунктах 7.6.9-7.6.10:

b_і2^-70=1-0,22=0,78;

b_і2^-40=1-0,50=0,50;

b_і2^-20=1-0,72= 0,28;

b_і2^-10=1-0,87= 0,13;

b_і2^-5=1-0,93= 0,07;

b_і2^-0,14=1-0,98= 0,02;

γ₁₂^-70=γ₉^-70+γ₉⁺⁷⁰· b_і2^-70=0,03+0,22·0,78=0,202;

γ₁₂^-40=γ₉^-40+γ₉⁺⁴⁰· b_і2^-40=0,0005+0,5·0,5=0,251;

γ₁₂^-20=γ₉^-20+γ₉⁺²⁰· b_і2^-20=0,0003+0,72·0,28=0,219;

γ₁₂^-10=γ₉^-10+γ₉⁺¹⁰· b_і2^-10=0,00005+0,87·0,13=0,113;

γ₁₂^-5=γ₉^-5+γ₉⁺⁵· b_і2^-5=0,00005+0,93·0,07=0,066;

γ₁₂^-0,14=γ₉^-0,14+γ₉^+0,14· b_і2^-0.14=0+0,98·0,02=0,0196.

7.6.18.3. Характеристика крупності продукту операції 13:

γ₁₃^-70=γ₁₁^-70+γ₁₂^-70=0,237+0,202=0,439;

γ₁₃^-40=γ₁₁^-40+γ₁₂^-40=0,047+0,251=0,298;

γ₁₃^-20=γ₁₁^-20+γ₁₂^-20=0,022+0,219=0,241;

γ₁₃^-10=γ₁₁^-10+γ₁₂^-10=0,0015+0,113=0,115;

γ₁₃^-5=γ₁₁^-5+γ₁₂^-5=0+0,066=0,066;

γ₁₃^-0.14=γ₁₁^-0.14+γ₁₂^-0,14=0+0,0196=0,0196.

7.6.19. Вихід продуктів операцій 15, 16, :

Приймаємо Е₅=0,90 – загальна ефективність грохочення на п’ятому грохоті (операція 14), b₅^-d – вміст фракції від 0 до d₅ визначається за типовою характеристикою крупності [1] або так само, як у пункті 7.6.9-7.6.10:

b₅^-70=1-0,12=0,88;

b₅^-40=1-0,42=0,58;

b₅^-20=1-0,69= 0,31;

b₅^-10=1-0,82= 0,18;

b₅^-5=1-0,93= 0,07 ;

b₅^-0.14=1-0,98= 0,02;

γ₁₅= γ₁₃- γ₁₃^-40·Е₅/(Е₅·b₅^-40)=0,926-(0,298·0,9/(0,9·0,58))=0,412; (7.42)

γ₁₆= γ₁₅=0,412. (7.43)

7.6.20. Вихід продуктів операцій 14 та 17:

γ₁₄ =γ₁₃+γ₁₅=0,926+0,412 =1,338; (7.44)

₁₇=₁₃-₁₃^-20E₅^-20=0,926-0,2410,99= 0,6874 (7.45)

7.6.21. Фракційна ефективність операції грохочення на п’ятому грохоті (операція 14):

Е₅^-d=1-(1-E₅)(d/40)^c; (7.46)

К₅=3,222 lg (γ₁₃^-40/γ₁₃^-20)=3,222 lg(0,298/0,241)=0,57;

С=К₅Е₅/(1-Е₅)=0,57·0,9/(1-0,9)=10,83;

Е₅^-20=1-(1-0,9)(20/40)^10,83=0,99;

Е₅^-10=1-(1-0,9)(10/40)^10,83=0,99;

Е₅^-5=1-(1-0,9)(5/40)^10,83=0,99;

Е₅^-0,14=1-(1-0,9)(0,14/40)^10,83=0,99.

7.6.22. Характеристика крупності продукту операції 17:

γ₁₇^-d= γ₁₃^-d+γ₁₅ ·b_i3^-d, якщо d< d₆; (7.47)

де b_i3^-d – вміст зерен відповідної фракції у надрешітковому продукті грохота 6 (операція 17). Визначається за характеристикою крупності третьої дробарки [1], так само, як у пунктах 7.6.9 – 7.6.10.

γ₁₇^-20= γ₁₃^-20+γ₁₅ ·b_і3^-20=0,236+0,413·0,31=0,364;

γ₁₇^-10= γ₁₃^-10+γ₁₅ ·b_і3^-10=0,115+0,413·0,18=0,189;

γ₁₇^-5= γ₁₃^-5+γ₁₅ ·b_і3^-5=0,066+0,413·0,07=0,096;

γ₁₇^-0,14= γ₁₃^-0,14+γ₁₅ ·b_і3^-0,14=0,0196+0,413·0,02=0,028.

7.6.23. Фракційна ефективність операції товарного сортування на шостому грохоті (операція 17):

Е₆^-d=1-(1-E₆)(d/10)^c , %, (7.48)

де К₆=3,222 lg (γ₁₇^-10/γ₁₇^-5)=3,222 lg(0,189/0,095)=0,95;

С=К₆·Е₆/(1-Е₆)=0,95·0,95/(1-0,95)=18,05;

Е₆^-10=1-(1-0,95)(10/10)^18,05=0,95;

Е₆^-5=1-(1-0,95)(5/10)^18,05=0,99;

Е₆^-0,14=1-(1-0,95)(0,14/10)^18,05=0,99.

7.6.24. Вихід продуктів операції 18:

γ₁₈= γ₁₃ - ₁₇ = 0,926 – 0,6874 = 0,2386 (7.49)

7.6.25. Вихід відходів фракції (5-10) мм операції 19:

γ₁₉=γ₁₇^-5·Е₆ ^-5= 0,0960,99 = 0,09504. (7.50)

7.6.26. Вихід щебеню фракції (10…20) мм після операції 20:

γ₂₀= γ₁₇-( γ₂₁+ γ₁₇^-5 ·Е₆ ^-5)=0,6874-(0,508+0,096·0,99)=0,0844. (7.51)

7.6.27. Вихід щебеню фракції (20…40) мм після операції 21:

γ₂₁= γ₁₇-γ₁₇^-10 Е₆ ^-10=0,6874-0,189·0,95=0,508. (7.52)

7.6.28. Вихід готової продукції:

γ_гот=γ₁₉+ γ₂₀+ γ₂₁=0,09504+0,0844+0,508=0,6874. (7.53)

7.6.29. Перевірка:

γ₁ =γ_гот+ γ₄+ γ₁₀+ γ₁₈=0,6874+0,0696+0,004+0,2386=0,9996. (7.54)