主要设备选型计算

第四章主要设备选型计算
工艺流程中的主要设备包括标准设备（定型产品），根据生产选择使用；非标准设备（非定型产品）根据计算进行设计和制造。

4.1磨矿工序
1. 振动球磨机
考虑到本设计为年产9000吨APT,生产量比较大，所以采用处理量较大的
双筒振动球磨机2MZ-800型（功率P=30kw）。

已知：1）球磨机处理量Q = 750 kg/h;
2）工作时间为每天每台20小时；
3）每天的磨矿量为43615.94 kg。

计算：所需球磨机的台数为：
43615.94 -350 -20 = 2.9 ，取3 台
1. 料仓
已知：1）处理能力为碱分解一批矿（设为5000kg ）的一半；
2）黑鸨精矿的松装比重：6kg/L ;
3）填充系数：0.9。

计算：
V 计算=5000 -2 -0.9-6 = 462.97 （L） = 0.463 m 3
料仓为类似圆锥形，取实际尺寸：a= 1.1 m h = 1.2 m
V 实际=1/3 X 1.12x1.2 = 0.484 m 3 >V 计算
计算结果符合要求，取与球磨机相同台数，3个料仓。

2. 螺旋给料机
选用①100 X400的螺旋给料机，其给料量Q = 0〜500kg/h ,其台数与球磨机相匹配，取3台。

3. 给料机用减速器
选用0〜70r/min，功率1.5kw，取与球磨机台数相同，取3台。

4. 直流电动机
选用Z2-12直流电动机（P=0.6kw ），台数取与球磨机相同，取3台。

5. 电动葫芦
选用TVH-0.5型，运载能力Q=0.5T，提升高度H = 12 m
设计为三台球磨机公用一台电动葫芦，取一台。

6. 高位水箱
已知：1）磨矿工序的水矿比=1 ：2;
2）水箱贮水为碱分解一批矿（设为5000kg ）的一半；
3）填充系数：0.9。

计算：
V 计算=5000 -2 -2 -0.9 = 2.78 m 3
水箱设计为长方体，长和宽相等，令高h = 1.2a,贝U
a2 h = 1.2a3 = 2.78
求得a=1.4m 取 a = 1.4 m h = 1.6 m
V 实际=1.4 X1.4 X1.6 = 3.136m 3>V 计算
故水箱的实际尺寸为1400 X1400 X1600mm
数量与球磨机台数相匹配，取3台水箱。

7. 转子流量计
已知：1)球磨机的磨矿量Q = 750kg/h ;
2)设最大水量：矿量=0.5 ： 1。

计算：进水量为：750 X0.5 -1 = 375L/h
故取LZB-15型转子流量计(40〜400 L/h )。

每台球磨机配用一转子流量计，故取3台。

9 .扬液器
计算：
V 计算=(65096.79 -2.33+47107.42 -1.38) - (43615.94 4000 ) F.8
-1000
=8.90m 3
选取 1.1d = h, WJ d=2.2 , h=2.4
V实际=兀/4 X2.22X2.4 = 3.86m 3满足要求。

故扬液器的实际尺寸为①2200 X2400mm，取3台。

10. 矿浆搅拌槽
根据碱分解工序设备选择：碱分解锅为10m3,碱分解2吨矿/锅。

矿浆搅
拌槽的容积按碱分解所需的矿浆体积计算，填充系数为0.5，矿浆密度是2.33 kg/L ,
矿浆体积为：
V 计算=65096.79 -2.33 -43615.94 4000 -1000=3.2
则矿浆搅拌槽的容积为：
3.2 -2 = 6.4 m 3取6m 3
台球磨机对应一台矿浆搅拌槽，故取①2000 X2000钢槽3台，用A3(a =8
10mm）钢板焊成。

11. 泥浆泵
每台矿浆槽配一台泥浆泵，选用2PN（Q = 30 m 3/h , H = 22m , P= 11kw）泥浆泵3台。

4.2碱分解工序
1. 碱分解反应锅
设反应锅填充系数为0.8，每锅作业时间为：8小时，根据物料平衡计算结果，每批矿浆加液碱的处理量为：
V 批=65096.79 -2.33 + 47107.42 -1.38 -43615.94 %000 -1000 = 7.12 m3
V 锅=7.12 -H0.6=8.9m 3
选用10 m3反应锅，其台数为：
43615.94 4000 -3=2.91 台取3 台。

选用工作压力为1.5MPa的反应锅，采用远红外线加热装置。

2. 稀释槽
已知：1）每批分解产物稀释3倍；
2）填充系数：0.7;
3）高径比为1。

计算：
V 计算=3 X7.12 -0.7 = 30.51m 3
取h = d = 3400mm ，贝U V实际=时4 X3.43= 30.85 m 3> V计算符合要求。

故稀释槽的实际尺寸为：①3400 X3400mm。

一个反应锅对应一台稀释槽，取3台。

用a =10mm的A3钢板焊接。

3. 浓Na2WO4料液贮槽
已知：1）浓Na2WO4溶液中浓WO3浓度为210 kg/ m 3；
2）贮半天的料液；
3）填充系数：0.80〜0.85。

计算：
V 计算=29284.88 -210 ".8 -2 = 87.16 m 3
取 4 台h : d = 1 : 1 则设 d = 3.1m h = 3.1m
V实际=兀/4 X3.12X3.1 X4 = 93.54 m 3> V计算符合要求
故浓Na2WO4料液贮槽的实际尺寸为①3100 X3100 mm。

并配4台搅拌用潜水泵，型号QY75/100 （Q = 75 m 3/h,H = 7m,P = 2.2kw ）4. 配料液槽
已知：1）可装半天料液，料液中WO3浓度为20 kg/m 3；
2）填充系数：0.80〜0.90;
3）高径比为1。

计算：
V 计算=29284.88 -20 -2 F.9 = 813.47 m 3
配料液槽取12个，每槽容积813.47 -12 = 67.79 m 3
取 d = 4.3 m h = 4.7 m
V实际=兀/4 X4.32X4.7 = 68.22 m 3>V计算满足要求故配料液槽的实际尺寸为
①4300 X4700 mm
5. 泥浆泵（将稀释后的矿浆输入板框压滤机）
选用2PN型泥浆泵（Q = 30 m 3,H = 22 m ）取3台
6. 板框压滤机（一次过滤用）
已知：1）湿鸨渣密度：2 kg/L ;
2）板框压滤机填充系数：0.70〜0.80 ;
3）板框压滤机一班工作两次。

计算：
V 计算=5000 -2X41.43% -2-0.6-0.8 -1000 = 2.16 m 3
选用BAY-180铸铁板框压滤机，其过滤面积为100 m2,选3台。

考虑到二次过滤3台，共需6台。

7. 集液池
集液池为一水泥池，内衬软塑料，分为两池。

一池集浓液，一池集稀液。

其尺寸为1500 X1500 X3000 mm，用a =6mm 的钢板焊制，并配液下泵选用FSZ-K 型（Q = 13 m 3/h,H = 15 m,吸程1.5m ）
8. 微孔过滤机
选用30 m 2 3atm 陶瓷过滤机，取6台。

8. 鸨酸钠料液输送泵
选用IH65-50-160 型离心水泵（Q = 25 m3/h,H = 32m,P = 5.5kw ）,配用2台。

4.3离子交换工序
1. 离子交换柱
1 c C
选用交换柱规格为①2000 X 10000mm，其截面积为-兀＞22 = 3.14 m 2
树脂装柱高度为9米，取201 X7型树脂，湿真密度为0.73t/ m3,水份为
42.5%，操作容量为260kg/t十树脂。

根据日物料平衡结果，日产APT为29.99t < (1) 单柱周期WO 3吸附量计算：
260 X1兀>22 X9 X0.73 X (1 — 0.425 ) = 3.086t 4
(2) 单柱周期APT产量计算：
设APT中WO 3含量88.5%，结晶率为95% ,交换、结晶、烘十损失忽略
不计，则单柱APT产量为：
3.086 X0.95 ".885 = 3.313t
(3) 单柱周期加入物料量计算：
①交前夜：以交前夜20g/L ,单柱周期交前液量为
3.086 -H0.020 = 15
4.3 m 3
②纯水：根据生产实践，交换工序每吨APT纯水用量为24.604吨，则单柱周期纯水用量为
24.604 X3.313 = 81.513 m 3
③单柱周期一段液用量计算：
根据生产实践，每吨APT 一段液体积为1.543m 3,则单柱周期一段液用量为：
1.543 X3.313 = 5.112m 3
④单柱周期解吸剂用量计算：
根据生产实践，每吨APT解吸剂用量为7.6m3,则单柱周期解吸剂用量为：
7.6 X3.313 = 25.179m 3
⑤单柱周期交后液产出量计算：据物料平衡计算结果，日产交后液为1484.973m 3，则单柱周期交后液产出量为:
1484.973 -29.99 X3.313 = 164.059m
⑥单柱周期二段液产出量计算：
据物料平衡计算结果，日产二段液为164.677m 3,则单柱周期二段液产出量为：
164.677 -29.99 X3.313 = 18.190 m 3
⑦单柱周期三段液产出量计算：
与解吸剂量相同。

⑧单柱周期洗氯液产出量计算：
据生产实践，每吨APT洗氯液为6.674 m 3,则单柱周期洗氯液产出量为：
6.674 X3.313 = 22.111 m 3
(4) 单柱作业时间计算
取吸附、洗车乌和洗氯过程线速度为8cm/min ,解吸速度为3cm/min ,已知柱截
面积为3.14 m 2。

①吸附时间：164.059 - (3.14 X0.08 X60) = 10.89 h
②洗车乌时间：480.3 -29.99 X3.313 - (3.14 X0.08 X60) =3.52 h
③解吸时间：(5.112+25.179 ) - (3.14 X0.03 X60) =5.36 h
④洗氯时间：22.111 - (3.14 X0.08 X60) = 1.47 h
⑤反冲时间：1h
⑥操作时间：1h
则单柱周期作业时间为：10.89 + 3.52 + 5.36 + 1.47 + 1 + 1 = 23.23 h
(5) 单柱APT 日产量为：3.313 X (24/23.23 ) = 3.423 t
(6) 离子交换柱台数计算
9000 - (300 X3.423 ) = 8.76 (根)取9 根
（7）201 X7型树脂用量计算: 3.14 X9 X0.73 X =185.67t ,取188 吨。

2. 循环槽
已知：1）地面循环槽分别为料液、纯水、一段液、淋洗剂4个钢制内衬软塑料的，盖子用硬聚氯乙烯板制作；
2）计算以装一柱一段液为准；
3）填充系数为0.85，高径比为1。

计算：V计算=（V一段液/3） -0.85
=128788.53 -3-0.85 -1000 = 16.84 m 3
选取 d = 2.8m h = 2.8m
V 实际=兀/4 X2.82X2.8 = 17.23m 3满足要求。

故循环槽的实际尺寸为①2800 X2800mm。

3. 高位槽
已知：1）选用4台与循环槽相对立，用硬聚氯乙烯板制作的槽子；
2）填充系数为0.70，高径比为1 ;
3）高位槽容积为循环槽的1/4〜1/5。

计算：高位槽容积取为循环槽的1/4
V 计算=16.84 -4 = 4.21 m 3
选取 d = h = 1.8m ,贝U
V实际=兀/4 X 1.82X 1.8 = 4.57 m 3满足要求。

故高位槽的实际尺寸为①1800 X1800mm。

4. 贮液槽
已知：1）贮液槽分一段液、二段液和三段液槽，一段液槽3个，二段液槽6个, 三段液槽3个；
2）贮液槽以贮1柱的二段液为准；
3）填充系数为0.80，高径比为1。

计算：V 计算=V 二段液+9 ".80 = 164.6770 ”+0.80 = 22.87m 3
选取 d = h = 3.1m,贝U
V实际=兀/4 X3.12X3.1 = 23.39m 3> V计算满足要求。

故贮液槽的实际尺寸为①3100 X3100mm。

5. 淋洗剂配制槽
已知：1）每槽配制一柱淋洗剂；
2）填充系数为0.9，高径比为1;
3）选用3台淋洗剂配制槽。

计算：V 计算=1/9V 淋洗剂".85 = 1/9 X281.5 ".9 = 34.75m 3
选取 d = h = 3.6m
V 实际=兀/4 X3.42X3.4 = 30.86m 3满足要求。

6. 淋洗剂贮槽
淋洗剂贮槽的尺寸及数量同淋洗剂配制槽。

7. 微孔过滤机
选用30 m 2 3atm 陶瓷过滤机，取1台。

8. 陶瓷泵
已知：1）操作线速度：
交换、洗车乌、洗氯工序为4.8m/h ;淋洗、顶三段液为1.8m/h
2)每一柱对于交换、洗鸨、洗氯工序流量为Q。

Q=兀/4 X22X4.8 = 15.07 m 3
故可选用HTB5.0/30 型(Q = 20 m 3/h,H = 30m,P = 5.5kw )
同理对淋洗、三段液工序流量Q
Q=瑚4 X22X 1.8 = 5.65 m 3
故可选用HTB3.2/20 型(Q = 10 m 3/h,H = 20m,P = 2.2kw )
地面循环槽配4台陶瓷泵、贮液槽配3台、淋洗剂配制槽配2台、淋洗剂贮槽配2台。

9. 转子流量计
已知：1)可供选择的型号有LZB50 测量范围600〜6000L/h
LZB100 测量范围5000 〜90000L/h 根据洗鸨、洗氯、淋洗、顶三段液各个工序来选择，
选用LZB100型，4支。

4.4蒸发结晶工序
1. 蒸发结晶槽
已知：1)填充系数为0.85;
2) 操作周期8h;
3) 选用10m 3搪瓷反应锅。

计算：理论台数为
V二段液/ (10 X0.85) = 164677.24/ (3 X10 X1000 X0.85 )
6.45
取8台(一台备用)
2. 真空吸滤器
已知：1）填充系数为0.70;
2）每次过滤处理1锅产品；
3）湿仲鸨酸铉密度：2.2kg/L ;
4）吸滤器：h上筒=3/2h下筒。

计算：
V计算上=G湿仲鸨酸铉/ （2.2 X8X2X0.7）
=33119.34/ （2.2 X8 X2 X0.7） X1000 = 2.69m 3
V上=3/2V下为方便操作取高h = 1m WJ h上=0.6m 取d = 1.6m
V实际= D2X h上=1.21m 3取4台
3. 扬液器
选择①1400 X1200 （直柱部分），体积大约为2.5m3,钢制内衬胶扬液器8台
4. 水环式真空泵选择SZ-80型8台
5. 结晶母液槽
尺寸同交换工序贮液槽，数量为8台，并配陶瓷泵HTB5.0/30型8台
6. 空压机
选用3L-10/8 型，P = 65kw ;
规格2550 X1300 X2100，数量为6台。

4.5干燥包装程序
1. 双锥回转真空十燥器
尺寸1200 X600 X800 数量4台2. 振动筛
选用ZDS-800型，Q = 0.8〜1.2t/h，数量4台
3. 排风机
选用4-72型塑料排风机，P= 40kw，数量4台
4. 混料机
双锥型混料机，V= 5.0m3, P= 15〜22kw , 2台
5. 磅秤
规格0〜200kg，数量2台
全流程各工序设备明细表如表4-1所示。