设计说明书

摘要

本设计为日处理1700吨磁铁矿磁选厂初步设计。主要有用矿物为磁铁矿，矿石的平均品位为TFe32%。

设计中破碎采用三段一闭路流程，原矿最大给矿粒度550mm，含水3%，中等可碎性；磨机最大給矿粒度7mm，磨矿细度-0.074mm占68%，磨矿采用一段全闭路磨，日处理量为70.8t/h，螺旋分级；选矿工艺流程采用“一粗一精一扫”磁选工艺流程，铁的回收率80%，铁精矿品位60.1%；脱水采用两段脱水流程，精矿浓缩用浓缩池浓缩，尾矿经浓缩后，进入尾矿库，部分工艺用水经净化后回用；铁精矿过滤使用筒型内滤式过滤机。

设计内容包括工艺流程计算、设备选型，并绘制了高程图、单机及配置图、工艺流程数质量流程图等。

关键词：选矿厂设计；铁矿；磁选；工艺流程

Abstract

The design for the daily processing 1700 tons of magnetite magnetic separation plant preliminary design. The main useful mineral is magnetite, the average grade of the ore is TFe 32%.

In the design of broken by three stages of a closed process, the maximum size of 550mm, water 3%, medium https://www.360docs.net/doc/d76344807.html,l maximum to the ore particle size 7mm, grinding fineness -0.074mm 68%, grinding the use of a full closed-circuit grinding, daily processing capacity of 70.8t/h, spiral classifier; "rough and fine sweep" magnetic separation process is adopted in the beneficiation process, iron recovery rate of 80%, the grade of iron concentrate is 60.1%; dehydration production with two-stage dehydration process, concentrates with thickener concentration, tailings concentration into the tailings, part of the process water purification and reuse; iron concentrate filtering using barrel type internal filtration type filter.

Design content, including process flow calculation, equipment selection, and drawing the plant plant configuration diagram, single and configuration diagram, process flow chart, etc..

Key words:Concentrator design; Iron ore; Magnetic separation; Technological process

目录

1 概论 (1)

1.1 设计能力 (1)

1.2 建厂地区概况 (1)

1.2.1厂区地理位置及交通 (1)

1.2.2 厂区气候 (1)

1.2.3 原矿性质 (1)

1.2.4 矿区资源 (1)

2 流程论述 (3)

2.1破碎流程论述 (3)

2.1.1破碎段数的确定 (3)

2.1.2预先筛分的必要性 (3)

2.1.2检查筛分的必要性 (3)

2.2 磨矿流程论述 (4)

2.3 选别流程论述 (4)

2.4 设计的工艺流程 (4)

3 工艺流程的选择和计算 (5)

3.1破碎车间的设计 (5)

3.1.1破碎流程的计算 (5)

3.2 磨矿车间的设计 (8)

3.2.1 磨矿分级流程的选择 (8)

3.2.2 磨矿流程的计算 (8)

3.3 选别车间的设计 (9)

3.3.1 选别流程的设计与计算 (9)

3.3.2 矿浆流程的计算 (11)

4 工艺设备的选择和计算 (14)

4.1 主要工艺设备的选择与计算 (14)

4.1.1 破碎设备的选择与计算 (14)

4.1.2 筛分设备的选择与计算 (16)

4.1.3 磨矿设备的选择与计算 (17)

4.1.4 分级设备的选择与计算 (18)

4.1.5 选矿设备的选择与计算 (19)

4.1.6 浓缩 (20)

4.1.7 过滤机的选择和计算 (21)

4.2 辅助设备和设施的选择与计算 (22)

4.2.1 运输机的选择与计算 (22)

4.2.2 给矿机的选择与计算 (23)

4.2.3 矿仓的选择与计算 (26)

4.2.4 检修起重设备的选择 (26)

4.2.5 过滤机辅助设备的选择 (26)

5 选矿厂厂址选择和设备配置 (28)

5.1 选矿厂厂址的选择 (28)

5.2 选矿厂车间布置和设备配置的特点 (28)

5.3 尾矿库选择 (28)

6 供水、供电和矿山环保 (29)

6.1 供水 (29)

6.1.1 选矿厂供水系统 (29)

6.1.2 排水 (29)

6.2 供电 (29)

6.3 环境保护与安全 (30)

6.3.1 环境保护 (30)

6.3.2 安全 (30)

7 结束语 (32)

参考文献 (33)

致谢 (34)

1 概论

1.1 设计能力

根据武汉科技大学矿物加工教研室对毕业生下达的设计任务书，设计日处理1700吨磁铁矿磁选厂的初步设计。

1.2 建厂地区概况

1.2.1厂区地理位置及交通

武钢程潮铁矿厂位于湖北省的东部，长江中游南岸。地处东经114°32′-115°05′,北纬30°00′-30°06′。西接“九省通衢”武汉，东连“矿冶之城”黄石，北与黄冈隔江相望，南同咸宁濒湖毗邻。这里曾为三国吴王故都，又是历史文化名城。全市总面积1504平方公里，整个版图轮廓呈“三叶型”。

武钢程潮铁矿地理位置优越，在长江流域处于“得中”地位。东去上海，西上重庆，水路距离都在1100公里左右。万里长江依市而过，境内江岸线长达90公里，有大小港口5座，江海直达，常年可泊5000吨级轮船。106国道纵贯市区南北，武（昌）九（江）铁路、316国道和宜（昌）黄（石）一级公路三线并行，横穿程潮铁矿东西。

1.2.2 厂区气候

武钢程潮铁矿属亚热带季风气候区，位于中纬度地区，季风气候明显，冬冷夏热，四季分明，雨量充沛，光照充足，五霜期长。严冬暑期时间短，主要灾害天气有暴雨、干旱、大风、冰雹和冰冻等。

1.2.3 原矿性质

主要有用矿物为磁铁矿，矿石的平均品位为TFe 32%。原矿最大给矿粒度550mm，含水3%，中等可碎性。

1.2.4 矿区资源

武钢程潮铁矿矿藏资源丰富，发展冶金、机械、建材等产业具有良好的物质基础。从已探明的地质资料看，计有铁、铜、钴、金、银等金属矿数十种和沸石、膨润土、珍珠岩石等非金属矿30余种，其中尤以铁、铅矿藏储量大、品质好。早在3000多年前，鄂州先民就大规模地开发地下矿藏，并发展了冶炼事业，史称“冶石为器，千炉齐设”。三国时期，鄂州的金属采炼、瓷器制造、铜镜加工和造船业就相当发达，是长江中游著名

的矿冶古城和手工业中心，又是“古铜镜之乡”。闻名于世的“铜绿山矿冶遗址”实际上就是鄂州先民的杰作。宋乾德5年（公元967年）割武昌三乡置大冶县，将今黄石、大冶一带都划了出去，矿产资源亦随之划去不少，但在这方面仍有优势。

2 流程论述

2.1破碎流程论述

2.1.1破碎段数的确定

已知原矿最大给矿粒度为550mm 破碎最终产物粒度为7mm ,则总破碎比

6.787/500==S

如果选用三段破碎，则平均破碎比

28.460.7833===S S a

根据《矿物加工工程设计》的表2-1（各种破碎机的不同条件下的破碎比范围表）可知，Sa=4.28满足每一段的破碎比要求。所以，选三段符合要求。

如果选用二段破碎，则平均破碎比

86.86.78===S S a

破碎比过大，不符合要求。

因此，应选三段破碎，其平均破碎比Sa=4.28。

2.1.2预先筛分的必要性

矿物为中等可碎性矿石，考虑在破碎前设预先筛分，这样可以减少进入破碎机的质量，提高破碎机的处理量，也可避免矿石的过度粉碎。

2.1.2检查筛分的必要性

无论是闭路破碎还是开路破碎，其排矿产物中均含有小于或大于排矿口尺寸的产物，后者称为过大颗粒。如《矿物加工工程设计》表2-3（各种破碎机产物中的质量分数和最大相对粒度）所示，当矿石属于中等可碎性矿石时，过大颗粒含量在短头圆锥破碎机排矿产物中为60%，过大颗粒含量在标准圆锥破碎机排矿产物中为35%，过大颗粒含量在颚式破碎机排矿产物中为25%，过大颗粒含量在旋回破碎机排矿产物中为20%。检查筛分即可以控制破碎最终产物粒度还能充分发挥细碎机的生产能力，可确保破碎产物粒度的平衡。所以，检查筛分是必要的。

综合考虑各种因素，本设计选用“三段一闭路”破碎流程。

2.2 磨矿流程论述

（1）磨矿段数的确定

磨矿细度是确定磨矿段数的重要依据。根据工艺技术指标的比较和现场的生产实践，磨矿细度-0.074mm占68%时，宜采用一段磨矿。

（2）检查分级的必要性

检查分级能保证合格的磨矿细度，同时将粗粒返回磨矿机，形成合适的返矿量（即循环负荷），从而提高磨矿效率，减少矿石的过粉碎。因此，磨矿时应采用检查分级。

2.3 选别流程论述

选别流程是选矿厂的关键工艺过程。它的选择是否正确，关系到选矿厂能否选出合格精矿，以及能否给选矿厂带来最大的经济效益。

由矿石性质可知，矿石主要有用矿物为磁铁矿，矿物本身磁性较强，故采用湿式弱磁选法。

综合上述原因，本次设计选矿工艺流程采用“一粗一精一扫”磁选工艺流程。2.4 设计的工艺流程

综合上述流程的选择、论证及实际生产情况，设计的选矿厂采用以下的工艺流程：破碎采用三段一闭路流程，原矿最大粒度为550mm，最终破碎粒度为7mm；磨矿采用一段全闭路流程，磨矿细度为-0.074mm占68%。选矿工艺流程采用“一粗一精一扫”磁选工艺流程。

3 工艺流程的选择和计算

3.1破碎车间的设计

3.1.1破碎流程的计算

设计已知条件：选矿厂的规模为1700t/d ，原矿最大粒度为550mm ，破碎最终产物为7mm ，中等可碎性矿石，破碎车辆工作制度为每日三班，每班6小时。 (1) 计算破碎车间的小时处理量。

h t Q /4.943/6/1700==

(2) 计算总破碎比

6.787/550/===d D S

(3) 初步拟定破碎流程

根据总破碎比，选用三段一闭路破碎流程如图4.1所示。 (4) 计算选择各段破碎比 ①平均破碎比28.46.783==a S

②由于第三段作业为闭路作业，则第一、二段的破碎比可略小于Sa ，而第三段的破 碎比又可略大于Sa 。初步确定第一、二段破碎比为：

S 1=3.2 S 2=3.6 所以 S 3=S/S 1×S 2=6.8

图4.1 破碎流程图

(5) 计算各段破碎产品的最大粒度

4d =D /S 1=550/3.2=171.9mm

8d =4d /S 2=171.9/3.6=47.75mm

11d =8d / S 3=47.75/6.8=7mm

(6) 计算各段破碎机排矿口宽度

已知各段破碎产品最大粒度，查《选矿设计手册》可知： ①第一段破碎机排矿口宽度：

mm Z d e 4.1076.1/9.171/max 144===

②第二段破碎机排矿口宽度：

mm Z d e 1.259.1/75.47/max 288===

(7) 确定三段筛子和破碎机排矿口宽度

粗筛：筛孔在414d a e ≤≤选取

即在9.1714.1071≤≤a ，取1a =120mm ，1E =60% 中筛：筛孔在828d a e ≤≤选取

即在431.252≤≤a 之间，取2a =30mm,2E =80%

细筛：检查筛孔和筛分效率按常规筛分工作制度或等值筛分工作制度确定。 常规筛分工作制度：113d a =，即mm a 73=，%853=E 。 (8) 计算各产物的产率和重量

①第一段破碎作业：

4.941=Q , %1001=γ

h t E Q Q /33.116.02.04.941120

1

12=??==-β

%124.94/33.11/212===Q Q γ

h t Q Q Q Q /07.8333.114.942143=-=-==

%88121002143=-=-==γγγγ

%100,/4.941515====γγh t Q Q

5Q ——为原矿中小于120mm 粒级含量，可查原矿粒度特性曲线 ②第二段破碎作业：

h t E Q Q /278.0357.04.94230516=??==-β

%6.284.94/27/166===Q Q γ

h t Q Q Q Q /4.67274.946587=-=-==

%4.716.281006587=-=-==γγγγ

%100,/4.94159159======γγγh t Q Q Q

8Q ——为产物5中小于30mm 粒级含量，可查粗碎机排矿粒度特性曲线 ③第三段破碎作业：

h t Q Q /8.176)85.042.0/()85.039.01(4.94/)1(12

1312913=??-?=-=--ββ

%29.1874.94/8.176/11313===Q Q γ

h t Q Q /8.1761312==

%29.1871312==γγ

h t Q Q Q /2.2718.1764.9413910=+=+=

%29.28729.187********=+=+=γγγ

h t Q Q /4.94111==

%100111==γγ

10Q ——为产物9中小于12mm 粒级含量，查中碎机排矿粒度特性曲线 13Q ——为产物13中小于12mm 粒级含量，查细碎机排矿粒度特性曲线 原矿含水率3%，破碎流程不设洗矿作业。

3.2 磨矿车间的设计

3.2.1 磨矿分级流程的选择

磨矿分级流程的选择，主要依据矿石性质及矿物嵌布特性等矿物自身特性而定。这些特性可由选矿试验研究报告得知。因此，设计时可根据试验所提供的数据，及设计原始条件等，进行磨矿分级流程的选择。选择时要考虑选矿厂的规模等因素。

本设计采用“一段闭路”磨矿流程，磨矿细度为-0.074mm 占68%。

3.2.2 磨矿流程的计算

① 原始指标 h t Q /8.70)83/(17001=?= ② 循环负荷C 的确定，取C=300% ③磨矿流程的计算

由矿量平衡 h t Q Q /8.7014==

%10014==γγ

h t Q C Q /4.2128.700.3115=?=?=，%30013=γ h t Q Q Q Q /2.2834.21286.705123=+=+==

%4005123=+==γγγγ

图3.2 磨矿流程图

3.3 选别车间的设计

3.3.1 选别流程的设计与计算

磁选流程设定为图3.3 。 （1）必要而充分的原始指标数N p

)

(p p p a n c N -= (3.1)

式中：N p ——计算所需必要而充分的原始指标数； C ——计算成分，等于金属循环数加一；

p n ——选别产物数； p c ——选别作业数；

本循环：C=2 p n =6 p a =3 所以N p =2×（6-3）=6

图3.3选别流程图

（2）原始指标选择如下：

β3=51.6% β4=23.0% β5=11.2% β6=32.1% β7=60.1% ε7=80% 此外，已知 q 1 =70.8t/h β1 =32% （3）流程的计算

i.用平衡方程式求各产物按原计划的n γ与n q 。 ii.用公式1

ββγεn

n n =

，求各产物按原矿计的n ε。 iii.用公式n

n

n γεββ1=

，求各产物未知的品位。 计算各产物的产率γ(%)

%1001=γ%46.487=γ%54.51718=-=γγγ

%10178=-=εε%79.68=β

计算产物3 , 5的产率：

5

577335

3βγ+βγ=βγγ+γ=γ7

解联立方程式得：

10.20%= γ58.66%= γ 53 计算产物4 , 6的产率：

8

866448

64βγ+βγ=βγγ+γ=γ

解联立方程式得：

102.01%= γ– γ= γ202.01%= γ+ γ=γ91.81%= γ143.35%=γ12943264

● 计算各产物的重量

按公式qn =q1γn ，计算各产物的重量 ，其中q1 =70.8 t/h

t/h 72.22= γq =q t/h 36.49= γq = q t/h 34.31= γq = q 65.00t/h =γq = q 7.22t/h = γq = q 101.49t/h = γq =q 41.53t/h = γq =q t/h 143.02= γq =q 91981871761651541 431 3212 ● 计算各产物的回收率：εn=γn βn/β1

195.67%= ε+ε= ε 95.67%= ε+ ε= ε92.10%= /ββγ=ε 3.57%= /ββγ=ε103.03%= /ββγ=ε 94.59%= /ββγ=ε9126591666155514441333 ● 计算各产物未知的品位：

30.01% =β 6.21%=β 31.00%= β982

3.3.2 矿浆流程的计算

原始指标：

必须保证的适宜浓度：

磨矿作业浓度=75% 粗选作业浓度=21% 精选作业浓度=22% 扫选作业浓度=20% 分级机溢流浓度=25% 可调节浓度：

磨矿机给矿浓度= 95% 分级机返砂产物=80% 粗选精矿浓度 = 23% 精选精矿浓度 = 24% 扫选精矿浓度 = 30% 精矿浓缩浓度 = 50% 过滤排矿浓度 = 85% 尾矿浓缩浓度=60%

计算各作业及产物水量值：

（1） 磨矿循环： ①计算液固比：

n n n C C R /)100(-=

(3.2)

538

.065/)65100(/)100(25.080/)80100(/)100(703.137/)37100(/)100(031.097/)97100(/)100(111115114001=-=-==-=-==-=-==-=-=m m m s s c c C C R C C R C C R C C R

②计算水量n W

h

t R Q W h t R Q W h t R Q W h t R Q W R Q W m m n

n n /36.152538.02.283/10.5325.04.212/57.120703.18.70/19.2031.08.70121555444111=?===?===?===?===

③计算补加水n L

h

t W W L h t W W L W W L m e m m n

n /31.2136.15210.5357.120W /17.9710.5319.236.152W --1545111=-+=-+==--=-==∑作业

选别循环： ①液固比：

667.060/)60100(/)100(420/)20100(/)100(111111=-=-==-=-=C C R C C R k k k

②水量：

h t R Q W k k /2.28348.70141=?==

4 工艺设备的选择和计算

4.1 主要工艺设备的选择与计算

4.1.1 破碎设备的选择与计算

（1）第一段开路破碎（粗碎）：依原矿最大粒度为550mm ，排矿口宽度为108mm ，处理量为83.07t/h ，查《选矿设计手册》附表16.13.1 可选择PJ900×1200简摆鄂式破碎机 每台处理量：

q=K 1K 2K 3K 4q s （4.1）

K 1：矿石硬度修正系数，查《矿物加工工程设计》表5-6, K 1=1.0； K 2：矿石密度修正系数，K 2=

7

.2ρ

11.17

.20

.3==

； ρ：矿石密度，t/m 3

;

K 3：给矿粒度修正系数， d max ：给矿最大粒度，mm ； b ：给矿口宽度，mm ；

0.73750

550

max ==b d 查《矿物加工工程设计》表5-7：K 3=1.03； K 4：水分修正系数，查《矿物加工工程设计》表5-9：K 4=1.0

q 0：单位排矿口宽度处理量，见《矿物加工工程设计》表5-1；破碎机规格为PJ900×1200，故25.10=q ， b p :破碎机排矿口宽度，mm ； q s ：q s =q 0b 53110825.1=?=p t/h

q=K 1K 2K 3K 4q s =3510.103.111.10.1????=154.35t/h

破碎机台数：0.54154.35

83.07

===q q n d （取1） 负荷率：η＝54% （2）中碎设备的选择与计算

开路破碎处理量为67.4t/h ，最大给矿粒度为172mm ，排矿口宽度为26mm ，选择PYY1200/190单缸液压标准圆锥破碎机

处理量按下式计算：

)/(6.119266.4h t q s =?=

.1K 9-5K mm b mm d 1.1)b /d 8.01K K m /t m /t 1

1.17

.23.0

7.2K 1

7

-5)14(05.011K K t/h /03.1466.1911.01.111.10.144max max 3333s s 22114321=---==-+=----===-=--=--=????==；物加工工程设计》表水分修正系数，查《矿；

给矿口宽度，；给矿最大粒度，（给矿粒度修正系数，；

矿石密度，；矿石松散度，矿石普氏硬度系数；矿石密度修正系数，表或查《矿物加工工程》矿石硬度修正系数，；

量，设计条件下破碎机处理式中ρρρf K K f q h t q K K K K q s

破碎机台数n 计算

。计矿量、单台处理量，分别为破碎机作业的设、取t/h 146.0146.03

67.4

-====

q q n q q n d d

破碎机负荷量计算

%46%100146.03

67.4

%100nq q d =?=?=

η （3）细碎设备的选择与计算

闭路破碎，处理量为176.8t/h ，最大给矿粒度为48mm ，排矿口宽度为7mm ，本设计选择PYY1650/100短头圆锥破碎机。