Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư: Thiết Kế Cụm Đập Nghiền Quặng Apatit

Đồ án kỹ thuật nghiên cứu Thuyết minh đồ án tốt nghiệp kỹ sư tính toán thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit trong công nghệ, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn,

• Tác giả: Bùi Văn Qúy
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Mai
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Máy & Thiết bị Công nghiệp Hóa chất
• Đề tài: Tính Toán Thiết Kế Cụm Đập Nghiền Quặng Apatit Trong Công Nghệ Tuyển Quặng Apatit Lào Cai
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về thuyết minh đồ án tốt nghiệp kỹ sư tính toán thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư tính toán thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit trong công nghệ tuyển quặng apatit Lào Cai là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật hóa học. Đồ án này không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn. Việc thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về công nghệ tuyển quặng, quy trình đập nghiền và các thiết bị liên quan. Đồ án này sẽ trình bày chi tiết về các phương pháp, thiết bị và quy trình cần thiết để thực hiện thiết kế này.

1.1. Giới thiệu về quặng apatit và ứng dụng của nó

Quặng apatit là nguồn nguyên liệu quan trọng trong sản xuất phân bón và hóa chất. Nó chứa photpho, một yếu tố thiết yếu cho sự phát triển của cây trồng. Quá trình khai thác và tuyển quặng apatit cần được thực hiện một cách hiệu quả để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

1.2. Tầm quan trọng của thiết kế cụm đập nghiền trong công nghệ tuyển quặng

Thiết kế cụm đập nghiền là bước đầu tiên trong quy trình tuyển quặng. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Việc tính toán và thiết kế chính xác giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu chi phí.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit

Trong quá trình thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit, nhiều vấn đề và thách thức cần được giải quyết. Các yếu tố như độ cứng của quặng, độ ẩm và kích thước hạt đều ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị. Ngoài ra, việc lựa chọn công nghệ và thiết bị phù hợp cũng là một thách thức lớn. Để đảm bảo hiệu quả, cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng các yếu tố này.

2.1. Độ cứng và độ ẩm của quặng apatit

Độ cứng và độ ẩm của quặng apatit là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình đập nghiền. Quặng có độ cứng cao sẽ yêu cầu năng lượng lớn hơn để nghiền, trong khi độ ẩm cao có thể gây khó khăn trong việc vận chuyển và xử lý.

2.2. Lựa chọn công nghệ và thiết bị phù hợp

Việc lựa chọn công nghệ và thiết bị phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Các thiết bị như máy đập má, máy đập búa và máy nghiền bi cần được xem xét kỹ lưỡng để đáp ứng yêu cầu sản xuất.

III. Phương pháp tính toán thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit

Phương pháp tính toán thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xác định các thông số đầu vào như năng suất, kích thước hạt và độ cứng của quặng. Sau đó, tiến hành tính toán các thông số kỹ thuật cho từng thiết bị trong cụm đập nghiền. Cuối cùng, cần kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế để đảm bảo hiệu suất cao nhất.

3.1. Tính toán năng suất và kích thước thiết bị

Năng suất và kích thước thiết bị là hai yếu tố quan trọng trong thiết kế. Cần tính toán chính xác để đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả và đáp ứng yêu cầu sản xuất.

3.2. Tính toán các thông số kỹ thuật cho máy đập má và máy nghiền bi

Các thông số kỹ thuật cho máy đập má và máy nghiền bi cần được tính toán dựa trên các yếu tố như độ cứng, kích thước hạt và năng suất. Việc này giúp đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu trong thiết kế cụm đập nghiền

Kết quả nghiên cứu trong thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit đã cho thấy nhiều ứng dụng thực tiễn. Các thiết bị được thiết kế và tính toán chính xác đã giúp nâng cao hiệu suất sản xuất và giảm thiểu chi phí. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ mới cũng đã cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.

4.1. Hiệu suất sản xuất và chất lượng sản phẩm

Hiệu suất sản xuất và chất lượng sản phẩm là hai yếu tố quan trọng trong bất kỳ quy trình sản xuất nào. Việc thiết kế cụm đập nghiền hiệu quả đã giúp nâng cao cả hai yếu tố này.

4.2. Ứng dụng công nghệ mới trong thiết kế

Công nghệ mới đã được áp dụng trong thiết kế cụm đập nghiền, giúp cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Việc này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao tính cạnh tranh trên thị trường.

V. Kết luận và tương lai của thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit

Kết luận từ đồ án cho thấy thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ tuyển quặng. Tương lai của thiết kế này sẽ tiếp tục phát triển với sự ứng dụng của công nghệ mới và các phương pháp tối ưu hóa. Việc nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Việc này sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

5.2. Xu hướng tương lai trong thiết kế cụm đập nghiền

Xu hướng tương lai trong thiết kế cụm đập nghiền sẽ tập trung vào việc áp dụng công nghệ mới và các phương pháp tối ưu hóa. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về công nghệ tuyển quặng - Công đoạn hoàn thiện sản phẩm và kiểm tra chất lượng bao gồm các quá trình tách nước ra khỏi sản phẩm (lọc bằng máy lọc chân không kiểu đĩa), thu hồi nước tuần hoàn, lấy mẫu và kiểm tra kỹ thuật… Trong các công đoạn trên thì công đoạn chuẩn bị có mức tiêu thụ năng lượng và hao mòn thiết bị lớn nhất. Bởi vậy nó chiếm tới 60% giá thành một tấn quặng apatit thành phẩm. Trong công nghệ tuyển nổi quặng Apatit ở Lào Cai cần phải thật chú ý những đặc điểm quan trọng như có nhiều thông số ảnh hưởng đến quá trình và kết quả tuyển nổi, các thông số chính là: * Thành phần tự do của quặng đưa vào tuyển. * Cỡ hạt sau khi nghiền.

* Chế độ thuốc tuyển, thuốc đè chìm, thuốc điều chình môi trường. * Mật độ và nhiệt độ của bùn. * Cấu tạo của máy tuyển nổi. * Chất lượng của nước.

Giá trị của các thông số trên phải giữ trong một khoảng giới hạn hợp lý, nếu khác đi dù chỉ một trong các thông số đó sẽ phá hoại quá trình tuyển nổi. Tính chất của khoáng vật có ích được đặc trưng bởi tính nổi của nó. Cần phải biết thành phần khoáng vật, thành phần hoá học, đặc điểm tạo thành của khoáng vật có ích. Sự thay đổi thành phần của nó trong quá trình khai thác, vận chuyển tích chứa và tuyển cũng như đặc tính khoáng vật đi cùng.

Cỡ hạt đưa vào tuyển nổi tương ứng với thành phần mật độ tối ưu để giải phóng hoàn toàn các hạt khoáng vật có ích. Bùn chứa nhiều hạt mịn (nhỏ hơn 0,01-0,005mm) sẽ làm xấu quá trình tuyển nổi vì nó làm tăng chi phí thuốc, giảm chất lượng quặng tinh, ngược lại bùn chứa nhiều hạt lớn, khả năng mất mát nó vào sản phẩm thải sẽ lớn. Tuyển nổi tốt nhất ở cỡ hạt trung bình, đủ để giải phóng các hạt khoáng vật có ích. Cỡ hạt hợp lý được xác định bằng nghiên cứu thực nghiệm, cỡ hạt hợp lý không chỉ phù hợp với đặc tính công nghệ mà còn tính đến hàm lượng của quặng và năng suất của xưởng.

Bùi Văn Qúy - Máy & TBCNHC-DK K61 Trang 20 Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 1: Tổng quan về công nghệ tuyển quặng Hình TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG APATIT.1 Quy trình tuyển quặng apatit tại nhà máy tuyển Tằng Lỏong 1. Dây chuyền công nghệ tuyển quặng Apatit Lào Cai  Công đoạn đập thô Quặng apatit nguyên khai loại III có kích thước < 800mm được vận chuyển bằng tàu hỏa từ khai trường về nhà máy tới nhà đập thô để gia công. Quặng đưa vào bunke chứa, sau đó chuyển tiếp vào máy sàng quán tính để phân loại quặng. Quặng trên sàng có Bùi Văn Qúy - Máy & TBCNHC-DK K61 Trang 21 Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 1: Tổng quan về công nghệ tuyển quặng độ lớn > 150mm được đưa vào máy đập má.

Các loại quặng bao gồm: quặng sau máy đập má, quặng dưới sàng có độ lớn < 150mm, quặng nhỏ bám dính trên máy cấp liệu kiểu tấm được thu hồi vào hệ thống băng tải trung gian vận chuyển tới băng tải chạy trong hành lang băng tải số 1 để đưa lên cụm chuyển băng tải. Tại đây, quặng trên băng tải được cân định lượng và vận chuyển sang băng tải chạy trong hành lang băng tải dẫn đến kho quặng loại III. Sau khi dàn đều trong kho, quặng được đưa vào các băng tải trong hành lang băng tải bằng các băng tải xích sau đó chuyển quặng tới công đoạn đập, rửa và nghiền mịn. Sau đó được đưa đến quá trình nghiền mịn.

 Công đoạn đập, rửa và nghiền mịn Quặng loại III cỡ hạt 150mm từ kho chứa quặng số III vận chuyển qua các hành lang băng tải nạp vào các máy rửa thùng quay. Nước được đưa vào máy rửa theo chiều ngược với chiều chuyển động của dòng liệu. trong máy rửa xảy ra quá trình rửa và phân rã quặng với sự tách sản phẩm lọt sàng < 10mm được đưa tới máy phân cấp 1 ruột xoắn. Quặng trên sàng có cỡ hạt lớn hơn 10mm được băng tải dân vào máy đập roto.

Phi quặng được chọn nhặt thủ công ra khỏi băng tải chuyển ra bãi thải. Quặng ra khỏi máy đập roto được đưa vào máy thùng quay. Tại đây, nước cũng được đưa vào theo chiều ngược với chiều chuyển động của dòng liệu. Quặng dưới sàng của máy rửa thùng được đưa vào máy sàng quán tính để phân loại hạt 5mm.

Quặng trên sàng quán tính có cỡ hạt lớn hơn 5mm nhập với quặng trên sàng của máy rửa thùng quay (là các loại quặng có độ cứng lớn, các đá nham thạch…) đưa vào bằng tải để chuyên ra bãi thải. Quặng dưới sàng được đưa vào máy phân loại ruột xoán để để phân loại sơ bộ theo cỡ hạt 0,5mm. Phần hạt lớn hơn 0,5mm ra khỏi máy phân loại ruột xoắn được dẫn vào máy nghiền bi, sau đó hơn 0,5mm ra khỏi máy phân loại ruột xoắn thứ 2 để được tuần hoàn về máy nghiền bi ướt. Phần chảy tràn của 2 máy phân loại có cỡ hạt nhỏ hơn 0,5mm được dẫn đến bể chứa, qua bơm tới cyclon thủy lực để phân loại cỡ hạt 0,1mm.

Phần bùn quặng ra ở đáy cyclon có cỡ hạt lớn hơn 0,1mm trở về máy nghiền bi. Phần bùn quặng ra ở đỉnh cyclon có cỡ hạt nhỏ hơn 0,1mm là sản phẩm công đoạn đập, rửa và nghiền mịn được tập trung về bể chứa bằng bơm tới cyclon thủy lực thuộc công đoạn tuyển nổi. Bùi Văn Qúy - Máy & TBCNHC-DK K61 Trang 22 Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 1: Tổng quan về công nghệ tuyển quặng Nước thu hồi ở các công đoạn sản phẩm khác sẽ được bơm về bể chứa bùn quặng để tận dụng lại.  Công đoạn tuyển nổi Sau đó bùn qua công đoạn tuyển nổi để thu hồi quặng tinh Hệ thống dây chuyền tuyển chính gồm 3 dây chuyền tuyển chính với khối lượng khoảng 200m3/h (200 tấn/h, cả quặng và nước).

Bùn quặng với cấp hạt nhỏ hơn 0,1mm được bơm từ bể chứa, qua bơm tới cyclon thủy lực để làm đặc. Phần bùn đặc ra khỏi cyclon đi tới các tiếp xúc được bổ sung thủy tinh lỏng và thuốc tuyển trước khi vào máy tuyển chính, phần bùn loãng ra khỏi đỉnh cyclon được dẫn tới công đoạn cô đặc. Bùn quặng đặc ra khỏi máy cô đặc của giai đoạn cô đặc thứ cấp được bơm tới thùng tiếp xúc gồm 2 thùng đặt nối tiếp nhau. Thủy tinh lỏng và thuốc tuyển từ nhà pha chế thuốc tuyển được bơm từ thùn chứa trên cao đặt trong nhà tuyển chính rồi được định lượng qua hệ thống máy cấp để cấp thủy tinh lòng vào thùng tiếp xúc thứ nhất và cấp thuốc tuyển vào thùng tiếp xúc.

Dòng liệu sau khi bổ sung thuốc tuyển được dẫn thẳng xuống máy tuyển chính. Sau máy tuyển chính là 3 bậc tuyển tinh lần lượt gọi là tuyển tinh I, tuyển tinh II, tuyển tinh III và 2 cấp tuyển vét. Tại mỗi máy tuyển , không khí nén được sục vào để tạo bọt, tăng kha năng tiếp xúc giữa pha rắng và pha lỏng. *Quặng tinh: - Của tuyển chính đưa vào tuyển tinh I.

- Của tuyển tinh I đưa vào tuyển tinh II. - Của tuyển tinh II đưa vào tuyển tinh III. - Quặng tinh từ máy tuyển III được dẫn xuống thiết bị phá bọt sau đó xuống thùng chứa rồi bơi sang công đoạn lọc qua bơm. - Quặng tinh tuyển vét II được dẫn xuống tuyển vét I.

- Quặng tinh tuyển vét I được dẫn xuống tuyển chính. *Quặng đuôi: Bùi Văn Qúy - Máy & TBCNHC-DK K61 Trang 23 Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 1: Tổng quan về công nghệ tuyển quặng - Của tuyển chính được đưa vào tuyển vát I. - Của tuyển vét I được đưa vào tuyển vét II. - Của tuyển vét II được dẫn tới hồ thải quặng đuôi.

Quặng đuôi của tuyển I cùng với quặng đuôi của tuyển tính II, III được dẫn tới bể chứa sau đó qua bơm tuần hoàn về máy tuyển chính.  Công đoạn lọc Cuối cùng huyền phù được đưa về giai đoạn lọc để thu sản phẩm Bùn quặng tinh từ công đoạn tuyển nổi được bơm bùn bơm sang nhà lọc vào các cyclon thủy lực để cô đặc truoc khi vào máy lọc. Phần quặng tinh dưới đáy cyclon thủy lực được dẫn vào máy khuấy nằm ngang. Phần bùn loãng phía trên cyclon được gom lại và dẫn về bể cô đặc thuộc công đoạn cô đặc.

Bùn quặng tinh đã cô đặc tại máy cô đặc được bơm vào máy khuấy nằm ngang. Từ máy khuấy nằm ngang quặng tinh đi vào các máy lọc chân không, các máy lọc được tạo chân không bằng các bơm chân không. Nước lọc của hệ thông lọc chân không được tách ra khỏi dòng khí bằng các thùng tách nước. Quặng tinh đã được lọc có độ ẩm từ 22-23% đưa sang chứa ở kho quặng ẩm và xuất xưởng tại đó nước chảy tràn máy khuấy, máy lọc, rửa thu về bể chứa và được bơm vào máy cô đặc.

Bên cạnh đó ta còn có một quá trình lọc ly tâm để thu hồi lại quặng đuôi. Thiết bị sử dụng để thu hồi quặng đuôi trong dây chuyền này là thiết bị kiểu răng cào. Thiết bị nhận các hạt có kích thước lớn hơn 300µm từ quá trình nghiền bi nước, chất nhờn 15µm từ cyclon thủy lực và quặng đuôi dạng cát từ quá trình tuyển nổi. Thiết bị lọc áp dụng nguyên lý lắng ly tâm, các hạt được cho vào liên tục được lắng sau đó được bộ phận răng cào, cào loại bỏ liên tục.

 Kết luận: Quặng apatit được khai thác và sử dụng rộng rãi trên thế giới. Apatit và các hợp chất của nó được sử dụng trong y học. công nghiệp hóa mỹ phẩm, hóa chất. phân bón, môi trường,… Chính vì vậy, việc khai thác và sử dụng quặng apatit là tuyệt đối cần thiết và được quan tâm phát triển.

Một trong những công Bùi Văn Qúy - Máy & TBCNHC-DK K61 Trang 24 Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 1: Tổng quan về công nghệ tuyển quặng đoạn quan trọng trong khai thác và xử lý quặng apatit là công đoạn đập nghiền, và đây cũng là quá trình quan trọng để đánh giá chất lượng sản phẩm thu được. Và đây cũng là nghiệm vụ đồ án của em: “Tính toán và thiết kế cụm đập nghiền quặng apatit trong công nghệ tuyển quặng apatit Lào Cai ” Bùi Văn Qúy - Máy & TBCNHC-DK K61 Trang 25 Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 2: Tổng quan về quá trình đập nghiền CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ĐẬP NGHIỀN 2.