第四章主要设备选型计算.docx
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第四章主要设备选型计算
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=750kg/h;
2）工作时间为每天每台20小时；
3）每天的磨矿量为43615.94kg。
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）黑钨精矿的松装比重：
6kg/L；
3）填充系数：
0.9。
计算：
V计算＝5000÷2÷0.9÷6＝462.97（L）＝0.463m3
料仓为类似圆锥形，取实际尺寸：
a＝1.1mh＝1.2m
V实际＝1/3×1.12×1.2＝0.484m3＞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Φ100×400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＝12m
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＝2.78m3
水箱设计为长方体，长和宽相等，令高h＝1.2a，则
a2·h＝1.2a3＝2.78
求得a=1.4m取a＝1.4mh＝1.6m
V实际＝1.4×1.4×1.6＝3.136m3＞V计算
故水箱的实际尺寸为1400×1400×1600mm
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：
750×0.5÷1＝375L/h
故取LZB-15型转子流量计（40～400L/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÷5000）÷0.8÷1000
＝8.90m3
选取1.1d＝h，则d=2.2，h=2.4
V实际＝π/4×2.22×2.4＝3.86m3满足要求。
故扬液器的实际尺寸为Φ2200×2400mm，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2.33kg/L，
矿浆体积为：
V计算=65096.79÷2.33÷43615.94÷5000÷1000=3.2
则矿浆搅拌槽的容积为：
3.2÷2＝6.4m3取6m3
一台球磨机对应一台矿浆搅拌槽，故取Φ2000×2000钢槽3台，用A3（δ＝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＝30m3/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÷5000÷1000＝7.12m3
V锅=7.12÷0.6=8.9m3
选用10m3反应锅，其台数为：
43615.94÷5000÷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＝3×7.12÷0.7＝30.51m3
取h＝d＝3400mm，则V实际＝π/4×3.43＝30.85m3＞V计算符合要求。
故稀释槽的实际尺寸为：
Φ3400×3400mm。
一个反应锅对应一台稀释槽，取3台。
用δ＝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210kg/m3；
2）贮半天的料液；
3）填充系数：
0.80～0.85。
计算：
V计算＝29284.88÷210÷0.8÷2＝87.16m3
取4台h∶d＝1∶1则设d＝3.1mh＝3.1m
V实际＝π/4×3.12×3.1×4＝93.54m3＞V计算符合要求
故浓Na2WO4料液贮槽的实际尺寸为Φ3100×3100mm。
并配4台搅拌用潜水泵，型号QY75/100（Q＝75m3/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20kg/m3；
2）填充系数：
0.80～0.90；
3）高径比为1。
计算：
V计算＝29284.88÷20÷2÷0.9＝813.47m3
配料液槽取12个，每槽容积813.47÷12＝67.79m3
取d＝4.3mh＝4.7m
V实际＝π/4×4.32×4.7＝68.22m3＞V计算满足要求
故配料液槽的实际尺寸为Φ4300×4700mm。
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＝30m3,H＝22m）取3台
6.板框压滤机（一次过滤用）
已知：
1）湿钨渣密度：
2kg/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÷2×41.43%÷2÷0.6÷0.8÷1000＝2.16m3
选用BAY-180铸铁板框压滤机，其过滤面积为100m2，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1500×1500×3000mm，用δ＝6mm的钢板焊制，并配液下泵选用FSZ-K型（Q＝13m3/h,H＝15m,吸程1.5m）
8.微孔过滤机
选用30m23atm陶瓷过滤机，取6台。
8.钨酸钠料液输送泵
选用IH65-50-160型离心水泵（Q＝25m3/h,H＝32m,P＝5.5kw），配用2台。
4.3离子交换工序
1.离子交换柱
选用交换柱规格为Ф2000×10000mm，其截面积为
π×22＝3.14m2
树脂装柱高度为9米，取201×7型树脂，湿真密度为0.73t/m3，水份为42.5%，操作容量为260kg/t干树脂。
根据日物料平衡结果，日产APT为29.99t。
（1）单柱周期WO3吸附量计算：
260×
π×22×9×0.73×（1－0.425）＝3.086t
（2）单柱周期APT产量计算：
设APT中WO3含量88.5%，结晶率为95%，交换、结晶、烘干损失忽略不计，则单柱APT产量为：
3.086×0.95÷0.885＝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÷0.020＝154.3m3
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
24.604×3.313＝81.513m3
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1.543m3，则单柱周期一段液用量为：
1.543×3.313＝5.112m3
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：
7.6×3.313＝25.179m3
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1484.973m3，则单柱周期交后液产出量为：
1484.973÷29.99×3.313＝164.059m3
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164.677m3，则单柱周期二段液产出量为：
164.677÷29.99×3.313＝18.190m3
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6.674m3，则单柱周期洗氯液产出量为：
6.674×3.313＝22.111m3
（4）单柱作业时间计算
取吸附、洗钨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3.14m2。
①吸附时间：
164.059÷（3.14×0.08×60）＝10.89h
②洗钨时间：
480.3÷29.99×3.313÷（3.14×0.08×60）＝3.52h
③解吸时间：
（5.112+25.179）÷（3.14×0.03×60）＝5.36h
④洗氯时间：
22.111÷（3.14×0.08×60）＝1.47h
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＝23.23h
（5）单柱APT日产量为：
3.313×（24/23.23）＝3.423t
（6）离子交换柱台数计算
9000÷（300×3.423）＝8.76（根）取9根
（7）201×7型树脂用量计算：
3.14×9×0.73×＝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＝16.84m3
选取d＝2.8mh＝2.8m
V实际＝π/4×2.82×2.8＝17.23m3满足要求。
故循环槽的实际尺寸为Φ2800×2800mm。
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＝4.21m3
选取d＝h＝1.8m，则
V实际＝π/4×1.82×1.8＝4.57m3满足要求。
故高位槽的实际尺寸为Φ1800×1800mm。
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÷0.80＝164.6770÷9÷0.80＝22.87m3
选取d＝h＝3.1m，则
V实际＝π/4×3.12×3.1＝23.39m3＞V计算满足要求。
故贮液槽的实际尺寸为Φ3100×3100mm。
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÷0.85＝1/9×281.5÷0.9＝34.75m3
选取d＝h＝3.6m
V实际＝π/4×3.42×3.4＝30.86m3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30m23atm陶瓷过滤机，取1台。
8.陶瓷泵
已知：
1）操作线速度：
交换、洗钨、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、洗钨、洗氯工序流量为Q。
Q＝π/4×22×4.8＝15.07m3
故可选用HTB5.0/30型（Q＝20m3/h,H＝30m,P＝5.5kw）
同理对淋洗、三段液工序流量Q
Q＝π/4×22×1.8＝5.65m3
故可选用HTB3.2/20型（Q＝10m3/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
根据洗钨、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10m3搪瓷反应锅。
计算：
理论台数为
V二段液/（10×0.85）＝164677.24/（3×10×1000×0.85）
＝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）湿仲钨酸铵密度：
2.2kg/L；
4）吸滤器：
h上筒＝3/2h下筒。
计算：
V计算上＝G湿仲钨酸铵/（2.2×8×2×0.7）
＝33119.34/（2.2×8×2×0.7）×1000＝2.69m3
V上＝3/2V下为方便操作取高h＝1m则h上＝0.6m取d＝1.6m
V实际＝
D2×h上＝1.21m3取4台
3.扬液器
选择Φ1400×1200（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2550×1300×2100，数量为6台。
4.5干燥包装程序
1.双锥回转真空干燥器
尺寸1200×600×800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
表4-1全流程各工序设备明细表
工序
序号
设备名称
型号规格
数量
备注
磨矿工序
1
振动球磨机
2MZ-800
3
Q=750kg/h，P=60kw
2
料仓
1100×1100×1200mm
3
3
螺旋给料机
Φ100×400mm
3
Q＝0～500kg/h
4
给料机用减速器
3
0～70r/min，功率1.5kw
5
直流电动机
Z2-12
3
P=0.6kw
6
电动葫芦
TVH-0.5
1
H=12m,Q=0.5T
7
水箱
1400×1400×1600mm
3
8
转子流量计
LZB-15
3
16～160L/h
9
扬液器
Φ2200×2400mm
3
10
矿浆搅拌槽
Φ2000×2000mm
3
A3（δ＝8～10mm）钢板焊成
11
泥浆泵
2PN
3
Q＝30m3/h，H＝22m，P＝11kw
碱分解工序
1
碱分解反应锅
10m3
3
工作压力为1.5MPa,采用远红外线加热
2
稀释槽
Φ3400×3400mm
3
3
浓Na2WO4料液贮槽
Φ3100×3100mm
4
4
配料液槽
Φ4300×4700mm
12
5
泥浆泵
2PN
3
Q＝30m3,H＝22m
6
板框压滤机
BAY-60
6
过滤面积为60m2
7
集液池
1500×1500×3000
1
8
微孔过滤机
30m23atm
2
陶瓷
9
钨酸钠料液输送泵
IH65-50-160
2
Q＝25m3/h,H＝32m,
P＝5.5kw
10
潜水泵（浓料液贮槽搅拌用）
QY75/100
2
Q＝75m3/h,H＝7m,
P＝2.2kw
11
液下泵（集液池配用）
FSZ-K
2
Q＝13m3/h,H＝15m,吸程1.5m
离子交换工序
1
交换柱
Φ2000×10000
9
2
循环槽
Φ2800×2800
12
钢制内衬软塑料
3
高位槽
Φ1800×1800
12
硬聚氯乙烯板
4
贮液槽
Φ3100×3100
12
一段液3个，二段液槽6个，三段液槽3个
5
淋洗剂配制槽
Φ3600×3600
3
6
淋洗剂贮槽
Φ3600×3600
3
7
微孔过滤机
30m23atm
1
陶瓷
8
陶瓷泵
HTB5.0/30和HTB3.2/20
7
9
转子流量计
LZB100
4
蒸发结晶工序
1
蒸发结晶槽
10m3
8
搪瓷
2
真空吸滤器
Φ2300×1200
8
3
扬液器
Φ1400×1200
8
2.5m3钢制内衬胶
4
水环式真空泵
SZ-80
8
5
结晶母液槽
Φ3100×3100
8
6
空压机
3L-10/8
2
P＝65kw
干燥包装工序
1
双锥回转真空干燥器
4
2
振动筛
ZDS-800
4
Q＝0.8～1.2t/h
3
排风机
4-72
4
P＝40kw
4
混料机
双锥型混料机
2
V＝5.0m3，
P＝15～22kw
5
磅秤
0～200kg
2
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