400万吨年铁矿选矿厂设计.rar

摘 要 随着国民经济的快速发展，以及采矿、选矿生产工艺技术、生产设备的不断发展， 我国对铁矿的需求快速增加，而我国的铁矿资源比较匮乏，且富矿少，所以我国各个研 究机构加大了对低品位铁矿石的研究利用，还提出了提铁降硅战略。 本设完成了 400 万吨/年铁矿选矿厂的初步设计。根据原始资料，矿石的性质为中等 可碎性矿石，矿石含水量为 3.5%。根据此数据制定了三段一闭路破碎、两段全闭路磨矿、 三段磁选的选矿工艺流程；完成了数质量流程计算、设备选型、厂房布置、经济概算、 并使用 AutoCAD 绘制了设备联系图、总平面图等图纸。经济技术指标为：原矿品位为 22.70%，精矿品位为 65.50%，铁回收率为 71.43%。 本设计最大程度上的保证精矿品位和回收率，做到资源合理配置。厂房布置时根据 选厂所处地形、顺山势而建、阶梯式布局、节约了大量投资、有效的利用了空间、适合 工业化生产。 关键词：铁矿；磁选；磨矿；选矿厂 目录 前言.1 1 选矿厂设计依据、设计任务与资料来源.2 1.1 选矿厂设计依据.2 1.2 资料来源.2 1.3 设计任务.2 2 厂区概况.3 2.1 矿区地理位置、行政和交通情况.3 2.2 气候情况.3 2.3 水文地质条件.3 2.4 工程地质和地震情况.4 2.5 水源供应及排水条件.4 2.6 电源供应.4 2.7 建筑材料供应.4 3 入选矿石类型及工艺矿物学研究.5 3.1 矿石的工业类型.5 3.2 矿石的矿物组成、结构及嵌布特征.5 4 选别工艺流程.6 5 破碎流程的计算.7 5.1 新建选矿厂规模.7 5.1.1 破碎车间工作能力、工作制度和设备作业率.7 5.2 破碎流程的选择与计算.7 5.2.1 破碎流程的选择.7 5.2.2 破碎筛分流程的计算.8 5.2.3 破碎筛分流程计算统计.9 6 主厂房流程计算.11 6.1 主厂房工作制度、生产能力及设备作业率.11 6.2 选别流程计算.11 6.2.1 确定原始指标数.13 6.2.2 选取原始指标.13 6.2.3 流程计算.13 6.3 磨矿分级流程计算.15 6.3.1 一段磨矿分级流程计算.15 6.3.2 二段磨矿分级流程的计算.16 7 矿浆流程计算.17 7.1 计算公式及原始指标的确定.17 7.1.1 计算公式.17 7.1.2 原始指标的确定.19 7.2 矿浆流程计算.20 7.2.1 计算液固比 Rn .20 7.2.2 计算各作业、各产物水量.20 7.2.3 计算各作业、各产物补加水量.21 7.2.4 计算未知浓度 Cn 及其对应的液固比 Rn.21 7.2.5 计算矿浆体积.22 7.2.6 计算选矿厂总排出水量.23 7.2.7 工艺过程耗水量.23 7.2.8 选厂总耗水量.23 7.2.9 选厂利用回水量.23 7.2.10 选厂补加新水量.24 7.2.11 单位耗水量.24 7.3 矿浆流程统计.24 8 破碎筛分设备的选择与计算.26 8.1 粗碎设备的选择与计算.26 8.1.1 计算所需原始指标.26 8.1.2 初拟设备.26 8.1.3 设备计算.26 8.2 中碎设备的选择与计算.28 8.2.1 初拟设备.28 8.2.2 设备计算.29 8.3 细碎设备的选择与计算.31 8.3.1 初拟设备.31 8.3.2 设备计算.31 8.4 筛分设备的选择与计算.34 8.4.1 初拟设备.34 8.4.2 设备计算.34 8.5 抛尾设备的选取.36 8.6 破碎筛分一览表.37 9 主厂房主要设备的选择与计算.38 9.1 磨矿设备的选择.38 9.1.1 计算公式.38 9.1.2 一段磨矿设备选择与计算.39 9.1.3 二段磨矿设备的选择.41 9.2 分级设备的选择.43 9.2.1 一段磨矿分级设备选择与计算.43 9.2.2 二段磨矿分级设备的选择与计算.43 9.3 选别设备的选择与计算.44 9.3.1 一段磁选机的选择.45 9.3.2 二段磁选机的选择.45 9.3.3 三段磁选机的选择.45 9.4 主厂房主要设备一览表.46 10 辅助设备的选择.47 10.1 给矿机的选择与计算.47 10.1.1 破碎给矿设备的选择.47 10.1.2 磨矿给矿设备的选择.48 10.2 胶带运输机的选择与计算.49 10.2.1 计算公式.49 10.2.2 0 号皮带的选择与计算（粗碎产品运到中碎）.51 10.2.3 1 号皮带的选择与计算（中细碎产品运到筛分）.52 10.2.4 2 号皮带的选择与计算（细碎机产品给到 1 号皮带）.54 10.2.5 3 号皮带选择与计算（筛上物料运到细碎矿仓）.56 10.2.6 4 号皮带的选择与计算（筛下物料运到磁滑轮）.57 10.2.7 5 号皮带的选择与计算（磁滑轮运到磨矿矿仓）.59 10.2.8 6 号皮带的选择与计算(电磁振动给料机受料皮带) .61 10.2.9 7 号皮带的选择与计算(脱水湿精矿粉运到精矿矿仓) .62 10.2.10 皮带及其对应辅助设备统计.64 10.3 砂泵的选择与计算.64 10.3.1 计算公式.64 10.3.2 旋流分级给矿用砂泵计算.66 10.3.3 砂泵统计.68 10.4 矿仓计算.68 10.4.1 计算公式.68 10.4.2 粗碎挤满给矿矿仓的计算（选用矩形漏斗矿仓）.69 10.4.3 磨矿矿仓计算（选用高架式圆形平底矿仓）.70 10.5 过滤设备的选择与计算.71 10.6 浓缩设备的选择与计算.72 10.7 检修用起重设备选择与统计.72 11 尾矿设施与环境保护.74 11.1 排出厂外尾矿特征.74 11.2 尾矿库的位置及尾矿的输送.74 11.3 尾矿库安全.74 12 设备配置说明及辅助设施.76 12.1 破碎厂房配置.76 12.1.1 粗碎厂房配置.76 12.1.2 中细碎、筛分厂房配置.76 12.2 主厂房配置.76 12.3 辅助设施.77 13 选矿厂设计的技术经济分析与评价.78 13.1 商品精矿总产值.78 13.2 总投资的计算.78 13.2.1 设备投资.78 13.2.2 基建投资的计算.80 13.2.3 营运投资的计算.80 13.3 不可预见费用计算.81 13.4 利润的计算.81 13.5 投资利润率.82 13.6 投资收益率.82 13.7 投资回收期.83 14 结论.84 致谢.85 参考文献.86 附录 A 译文.87 附录 B 外文文献 .97 1 前言 铁是世界上发现最早、利用最广、用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总 消耗量 95%左右2。铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般在 2%以 上）和钢（含碳量一般在 2%以下） 。截至 1996 年底，全国共查明铁矿产地 1834 处。累 计探明铁矿石储量 504.78 亿吨，按全国铁矿石平均含铁品位 33%计算，铁金属量为 166.58 亿吨。扣除历年开采与损失，尚保有铁矿石储量 463.47 亿吨，铁金属 152.95 亿吨， 中国经过 60 多年的基本建设，已建成铁矿山三百多座。其中：重点矿山一百多座，地方 国营矿山两百多座。 铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约 300 余种，其中常见的有 170 余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、 钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。本设计所涉及的磁铁矿主要成分为 Fe3O4，即四氧化三铁， 每个 Fe3O4分子中有两个+3 价的铁原子和一个+2 价的铁原子，氧原子显-2 价，其中 Fe 的质量分数约为 72.36%。等轴晶系，单晶体常呈八面体，较少呈菱形十二面体。在菱形 十二面体面上，长对角线方向常现条纹。集合体多呈致密块状和粒状。颜色为铁黑色、 条痕为黑色，半金属光泽，不透明，硬度 5.56.5，比重 4.95.2，具强磁性。一般采用 弱磁选机选别。由于国内的磁铁矿石资源中易选磁铁矿资源日益减少，迫切要求以科技 进步来推动贫铁矿资源，特别是复杂难选矿资源的开发与利用，充分利用国内资源，提 高钢铁企业矿石的自给率，缓解进口铁矿石的价格压力，保证优质铁原料的供给。因此， 本着在合理开发资源，设计合理技术以及设备配置的原则上，还要兼顾技术上的先进性， 更新新设备和应用新工艺，选择大型化的设备，权衡经济上的合理性生产上的可靠性等 因素，设计矿业 400 万吨/年选矿厂初步设计，最大给矿粒度 700mm。本项目为新建项目， 对破碎、磨矿、选别、浓缩、过滤、尾矿输送和回水等系统进行了设计并进行投资概算、 经济分析等。 2 1 选矿厂设计依据、设计任务与资料来源 1.1 选矿厂设计依据 开发利用矿石资源，不但综合有效回收铁矿资源，同时也为当地带来良好的社会效 益和经济效益，通过对该选厂进行初步可行性研究，该选厂的设计具有以下优势： 1）地质资料齐全、资源可靠，具有开发潜力； 2）融资方式明确，建设资金有保障； 3）工艺成熟、可靠，技术先进有保证； 4）采用采选工艺技术成熟，建设资金充足，人员配备齐全，符合企业发展前景的需 要。 1.2 资料来源 通过对矿石性质的分析和对国家有关政策的研究，矿山提供的资料数据，现场调查 收集到的资料： 1） 省矿业有限公司平顶山贫磁铁矿选矿试验研究报告 ； 2）其它有关磁铁矿选矿厂设计建设的国家、行业相关规程、规范； 3）上网查找的相关资料，中外文书籍、手册及各种文献； 4）现场收集、测绘、整理的资料。 1.3 设计任务 根据本次设计的选矿厂年处理的原矿量 400 万吨，并且该选矿厂的原矿来源于采矿 区供应的。产品结构：产品为铁精矿粉，其精矿品位（TFe）为 65.5% 。该选矿厂主要经 济技术指标如下： 1）铁精矿品位 65.5%； 2）精矿回收率为 71.43%，精矿含水率为 10%； 3）尾矿品位为 9.55%； 4）破碎最终粒度为 12mm； 5）一段磨矿细度为-200 目占 45%、二段磨矿细度为-200 目占 80%。 3 2 厂区概况 2.1 矿区地理位置、行政和交通情况 2.2 气候情况 本区属温带大陆性季风气候，四季分明，温差变化较大，年平均气温 8.4，最高平 均气温为 9.5，最低平均气温 6.9，7 月份气温最高，1 月份气温最低，降雨多集中在 7-9 月份，年平均降水量 752.90 毫米，冻土期为 11 月-次年 3 月份，最大冻土深度为 1.3 米。 2.3 水文地质条件 矿区分布岩石主要为坚硬的花岗石和磁铁富矿体以及半坚硬的绿泥片岩，构造裂缝 不发育，山坡地形较陡，矿区地表最低标高 225 米，形成地表良好的排水网道，地表不 存在汇水和蓄水条件，不利于对地下水的补给。但该矿的开采方式属坑下残复采，不会 产生大量渗水、漏水的问题，但因围岩的含水性、顶底板岩不坚固，坑内仍有大量积水。 上述条件有利于选矿厂厂区、厂房的设计。 2.4 工程地质和地震情况 该矿区处于地质构造稳固，不易发生地震的现象，从而有利于建筑物的建设。所以 本初步设计抗震设防烈度为 7 度。 2.5 水源供应及排水条件 生产用水由建设方取自水库送至选矿厂。生活用水由建设方取自自打机井并送至选 矿厂。 由于生产用水为循环使用，只有少部分废水经尾矿排放,因无化学药剂及过多悬浮颗 粒,所以对环境无害。提高生产废水的循环利用率，使废水排放量降到最低限度，同时采 取有效废水处理措施（过滤设施）确保废水的达标排放。 2.6 电源供应 采场和选矿厂总降变电所由市电业局设计，并负责供电。可以满足本项目改扩后的 要求。 2.7 建筑材料供应 大部分建筑材料由附近城市的建材公司提供。 4 3 入选矿石类型及工艺矿物学研究 3.1 矿石的工业类型 矿石中主要矿物为磁铁矿、石英，次要矿物为假象赤铁矿、赤铁矿、硅酸盐矿物、 碳酸盐矿物及褐铁矿，含微量黄铁矿及磁黄铁矿。该矿样中工业用铁矿物为磁铁矿、 （假 象）赤铁矿及褐铁矿；