Галитли чиқиндиларни қайта ишлаш технологиясини такомиллаштириш (Деҳқонобод калийли ўғитлар заводи мисолида) (стр. 9 )

3.4. Материальный баланс производства хлорида калия Дехканабадского калийного комбината

Материальной баланс необходимо при технико-экономическом анализе работы действующих обогатительных фабрик.

Наиболее точным и корректным методом расчета является решение системы линейных уравнений баланса по трем компонентам: хлориду калия, нерастворимому остатку и выходам продуктов обогащения (концентрата, хвостов и шламов).

Исходные данные и их условные обозначения.

Данные для составления методики приняты из качественно-количественной схема базового варианта проекта обогатительной фабрики ДЗКУ.

1.  Руда £KCI-31,93%; £н. о.-3,25%

2.  Концентрат (натура)ß KCIнат=95,1%; ßн. о.нат-0,7%; Wнат-1%.

3.  Как концентрата массовая доля влаги Wк-т-6,5%

4.  Как хвостов (сухое веўество) QKCIсух-3,8%; Qносух-1,77%;

Массовая доля влаги Wхв-7%

5.  Шламовой продукт(твердая фаза) Qkclшл-10,5%; Qношл-39,0%;

Степень разжижения разгрузки шламовых сгустителей Rшл - 2,0

6. Маточник СКСl-12,0% åсол-31,9%.

I. Расчет массовой доли хлорида калия в твердой фазе села концентрата

1. д.КСl натурального концентрата при влаге 1% на м. д. КСl в абсолютно сухом концентрата.

ß KCIсух конц = ß KCIнат = 95,1 = 0,7

1- Wнат 1-1 = 95,1 = 95,1 = 96,06%.

ßн. о.сух = ßн. о.нат = ßн. о.нат = 0,7 = 0,71%.

1- Wнат 1-0,01 0,99

100

2. д. КСl и НО сухого концентрата на М. д. КСl и НО в твердой фазе кека концентрата с учетом м. роли воды в нем 6,5%.

а) вес маточника при М. д. воды 6,5% определим по формуле

РконцМ = Wкека ·100 = 6,5·100 = 9,54;

100-åсол 100-31,9

б) вес чистых солей маточника

Рконцсол. М = РконцМ - Wкека = 9,54 – 6,5 = 3,04

в) вес сухого кека концентрата

Рк-тсух = 100- Wкека= 100-6,5 =93,5

г) вес твердой фазы кека концентрата

Рк-ттв = 100-РконцМ = 100-9,54 = 90,46 или Рк-ттв= Рк-тсух - Рк-тсол. М = 93,5 – 3,04 = 90,46

д) опеределим ßKClM - содержание KCl в солях маточника

ßKClM = СKCl·100 =12,0·100 = 37,62%.

åсол 31,9

е) М. д. KCl в твердой фазе кека концентрата определим по формуле

ßKClТВ конц = ßKClсух·Рк-тсух – Ркс. м· ßKClM ;

Рк-ттв

ßKClТВ конц = 96,09·93,5 – 3,04·37,62 = 98,02%.

90,46

ж) М. д. НО в твердой фазе кека концентрата определим по формуле

ßНОТВ конц = ßносух·Рк-тсух = 0,71·93,5 =0,73%

Рктв 90,46

II. д. KCl и НО в твердой фазе кека хвостов с учетом М. доли воды в нем 7%.

1. вес маточника при м. д.влаги 7%

РхвМ = Wхвкека·100 = 7 ·100 = 10,28

100-åсол 100-31,9

2. вес чистых солей маточника

Рхвсол. М = РхвМ - Wхвкека = 10,28 -7 = 3,28

3. вес сухого кека хвостов

Рхвсух = 100- Wхвкека = 100-7 = 93

4.вес твердой фазы кека хвостов

РхвТВ = Рхвсух - Рхвсол. М = 93-3,28 = 89,72 или РхвТВ 100- РхвМ = 100-10,28 = 89,72

5. М. долю KCl в твердой фазе кека хвостов определим по формуле

QKClТВ хв = Рхвсух · QKClсух хв - Рхвсол. М · ßKClМ;

Рхвтв

QKClТВ хв= 3,8·93-3,28·37,62 =2,56%

89,72

6. М. долю нерастворимого в воде остатка в твердой фазе кека хвостов рассчитаем по формуле

QНОТВ хв= Рхвсух· QНОсух хв = 1,77 ·93 =1,83%

РхвТВ 89,72

III. В шламовом продукте М. доли КСl и НО определены химическим анализом, поэтому они уже пересчитаны на твердую фазу

QKClшлТВ = 10,5% ; QНОшлТВ = 39,0%.

IV. Для составления балансового уравнения по выходам продуктов обогащения рассчитаем выход солей маточника для каждого продукта:

1.  выход солей маточника кека концентрата зависит от М. д. влаги этого продукта

2. выход солей маточника кека хвостов зависит от М. д.влаги кека хвостов

3. выход солей маточника шламового продукта зависит от степени разложения выгружаемых шламов Rшл=2,0.

V. Составляем балансовое уравнение по выходом продуктов обогащения

1. определим общий выход кека концентрата

2.  Определим общий выход кека хвостов

3. Определим общий выход шламового продукта

4. Учитывая полученные значения выходов продуктов обогащения, балансовое уравнение примет вид:

VI. Составляем балансовое уравнение по нерастворимому остатку

VII. Составляем балансовое уравнение по KClприход: с рудой

Расход:

а) с кеком концентрата βKClтв. конц. * γк-ттв.+ γк-т сол. * βKCl тв. конц. = βKClтв. конц * γк-ттв + γк-т сол. * 0,033606 * βKClМ = 98,02 * * γк-ттв + * γк-ттв * 0,033606 * 37,62 = γк-ттв (98,02 + 0,033606 * 37,62) = 99,28426 γк-ттв

б) с кеком хвостов θKCl тв. хв * γхв. тв. + γхв. сол. * βKClМ = θKCl тв. хв * γхв. тв.+ γхв. тв. * 0,036558 = γхв. тв.(2,56 + 0,036558*37,62) = 3,93531 γхв. тв.

в) со шламами θKClтв. шл. * γшл. тв. + γшл. сол. * βKClМ = 105 γшл. тв. + 0,638 γшл. тв. * 37,62 = γшл. тв. (10,5 + 0,638 * 37,62) = 34,50156 γшл. тв.

г) учитывая полученные значения выходов продуктов обогащения, балансовое уравнение примет вид:

99,28426 γк-ттв * 3,93531 γхв. тв. + 34,50156 γшл. тв. = 3193

VIII. составляем систему из трех уравнений с тремя неизвестными:

γк-ттв; γхв. сол.; γшл. тв..

1,033606 γк-ттв + 1,036558 γхв. тв. + 1,638 γшл. тв. = 100

0,73 γк-ттв + 1,83 γхв. тв + 39,0 γшл. тв. = 325

99,28426 γк-ттв + 3,93531 γхв. тв + 34,50156 γшл. тв. = 3193

Решение данной системы осуществляется матричным способом.

а) составляем общую матрицу по коэффициенам неизвестных величин:

1,03360 1,036558 1,638 1,033606 1,036558

0,73 1,83 39,0 0,73 1,83

99,28426 3,93531 34,50156 99,28426 3,93531

Решение общей матрицы:

(1,033606*1,83*34,50156+1,036558*39,0*99,28426+1,638*0,73*3,93531)-

-(99,28426*1,83*1,638+3,93531) – (99,28426*1,83*1,638+3,93531*39,0*1,033606+34,50156*0,73*1,036558) =

= 4083,60713821-428,350275468 = 3601,25686275

б) Составляем матрицу для концентрата:

100 1,036558 1,638 100 1,036558

325 1,83 39,0 325 1,83

31,93 3,93531 34,50156 3193 3,93531

Решение матрицы:

(100*1,83*34,50156+1,036558*39,0*3193+1,638*325*3,93531) – (3193*1,83*1,638+3,93531*39,0*100+34,50156*325*1,036558) = 137488,205824-36541,7863299 = 100946,419495

γк-ттв =

γк-т сол. = γк-ттв * 0,033606 = 28,03088 * 0,033606 = 0,942

γк-т = γк-ттв + γк-т сол. = 28,03088 + 0,942 = 28,97 т, т. е. выход концентрата со 100 тонн руды составляет 28,97 тонн.

в) составляем матрицу для хвостов:

1,033606 100 1,638 1,033606 100

0,73 325 39,0 0,73 325

99,28426 3193 34,50156 99,28426 3193

Решение матрицы:

(1,033606*325*34,50156+100*39,0*99,28426+14,638*0,73*3193)– (99,28426*325*1,638+3193*39,0*1,033606+34,50156*0,73*100)= 402616,443133 – 184084,444053 = 218531,99908

γхв. тв.=

γхв. сол.= γхв. тв. * 0,036558 = 2,2184179 = 2,22

γхв. = γхв. тв. + γхв. сол. = 60,68 + 2,22 = 62,90, т. е. выход хвостов со 100 т руды составляет 62,9 т.

г) составляем матрицу для шламов:

1,033606 1,036558 100 1,033606 1,036558

0,73 1,83 325 0,73 1,83

99,28426 3,9531 3193 99,28426 3,9531

Решение матрицы:

(1,033606*1,83*3193+1,036558*325*99,28426+100*0,73*3,93531)– (99,28426*1,83*100+3,93531*325*1,033606+3193*0,73*1,036558)= 39773,8494156 – 21907,072656 = 17866,77015

γшл. тв. =

γшл сол = γшл. тв. * 0,638 = 4,961259 * 0,638 = 3,165 = 3,17

γшл = γшл. тв. + γшл сол = 4,96 + 3,17 = 8,13, т. е. выход шламов со 100 т руды составляет 8,13 тонн.

Проверка по выходам:

γк-т + γхв. + γшл = 100; 28,97 + 62,90 + 8,13 = 100;

IX. Расчет извлечения хлорида калия в готовый продукт и потерь извлечения KCl с хвостами и шламовым продуктом.

а) извлечение KCl в концентрат:

εк-тKCl = ε тв к-тKCl + ε сол. к-тKCl;

ε тв. к-тKCl = %

ε сол. к-тKCl = %

εк-тKCl = ε тв. к-тKCl + ε сол. к-тKCl = 86,05 + 1,11 = 87,16 %