1、XX 大学毕业设计 1 前言 随着现代科学技术的不断发展，矿产资源耗量日益增长，对矿产资源的综合利用程度的要求逐步提高，环境保护法的日趋完善，也促进了选矿技术迅速发展，有可能实现经济地处理低品位矿石。 本次设计的题目是胡家庙子 100 万吨 /年铁矿选矿厂初步设计，经过对原矿性质、矿区地形和气候条件等资料的分析，完成了设计说明书的撰写、图纸的绘制。另外，还进行了外文文献的翻译和专题论文的撰写。 毕业设计是大学教学的最后一个环节，是为了把大学所学的知识进行巩固。本设计的处理量中等，磁铁矿的品位过低，如何设计合理的工艺流程从而实现由贫磁铁矿 变为高品位磁铁矿的工艺目标是本次设计主要解决的问题。在设
2、计过程中我得到了矿加工程系各位指导教师的大力帮助，在此深表感谢。 XX： 100 万吨 /年 铁 矿选矿厂初步设计 2 1 概 述 1.1 胡家庙子铁矿概况 1.1.1 矿区自然情况 （ 1）地理位置与交通情况 胡家庙子铁 矿 位于辽宁省鞍山市东部 15km 处，北距齐大山铁矿 6km，西南距眼前山铁矿 5.5km。 选厂位于胡家庙子铁矿床中部西侧，金湖新村西侧山坡处，距许东沟采区（一期）1500m，距哑巴山采区（二期） 1500m。 齐大山至七岭子的乡级公路经过厂区，交通便利，保障了选厂原材料的供应及产品的 外运。 （ 2）气候情况 矿区属大陆性气候，年最高气温在 7 月份，最高气温 36.
3、9，最低气温在 2月份，气温达 -30.4，全年平均气温为 9.1。采暖期为 11 月 15 日 4 月 15 日。年降水量约为707 毫米，最大降雨量在 7 8 月份。 1.1.2 行政区划分 矿区行政隶属于千山区齐大山镇，总面积为 6平方千米。 1.1.3 供水、供电情况 选厂用水来源于鞍钢给水厂北大沟污水处理站处理后的工业清水，也称净环水，由齐大山选矿厂沟口加压泵站转供，车间用水以回水为主，主要包括精矿过滤后的水，浓缩机的溢流及尾矿库的回水。 外部 电源由樱桃园 220kv 开闭所改建的 220kv 变电所供电，供电电源为双回路，电压等级为 66kv，供电线路长约 10km。 1.2 矿
4、区地址及矿石性质 该矿区矿石属于鞍山式沉积变质铁矿床主要性质 ， 特征为： 矿石自然类型主要为石英磁铁石英岩、辉石磁铁石英岩、磁铁辉石岩、赤铁石英岩，含铁石英岩五类，以磁铁石英岩为主。矿石结构为中细粒镶嵌变晶结构，个别有全自形结构，主要有条带状，条纹状和片麻状构造，其次有块状构造等。 主要金属矿物及其含量：金属矿物占 34.51%，其中磁铁矿占 31.23%，赤铁矿占 1.86%，褐铁矿占 1.24%，黄铁矿占 0.18%，全矿区以磁铁矿为主，个别有极少量赤铁矿。脉石矿物XX 大学毕业设计 3 占 65.49%，其中石英占 43.42%， 阳起 石占 13.2%， 透闪石 5.58%，云母类
5、2.24%绿泥石 1.05%。矿石硬度中等；矿石真密度 =3.3t/m；矿石松散度系数 1.5。 对原矿进行多元素分析，结果见表 3-1所示： 表 3-1 矿石的化学成分（质量分数） /% Table .3-1 The chemical composition of ores (mass fraction)/% 成分 TFe FeO Fe2O3 SiO2 AL2O3 CaO MnO Na2O K2O SO2 CO2 H2O 含量 % 28.68 11.90 24.31 42.21 3.84 1.37 0.14 0.93 0.57 0.03 0.60 1.72 可见原矿为含磁铁矿的铁矿石，主要脉
6、石矿物为石英和 阳起 石，另外根据硫的含量可知矿石中含有少量硫化物。 根据化学分析结果可知，矿石中有价金属含量为： Fe =28.68%。 原矿的其他性质为： mmQ 500最大 ；矿石硬度中等；矿石真密度 3/3.3 mt ，矿石松散度系数为 1.5。 1.3 矿石开采，原、精矿运输及尾矿处理 1.3.1 采矿条件 采用山坡露天开采，纵向开采方法，沿矿体走向在矿岩交界处的岩石中开沟，垂直矿体走向，纵向开采，采用平行溜井，电机车、汽车联合运输。 采矿前由孔径为 250mm 和 3100mm 的牙轮站机钻钻深孔，然后进行装药爆破。爆破后，岩石用 7.6m3的电铲与 120、 170 型汽车相配合
7、装运到排土场。 1.3.2 原矿运输 原矿开采后采用平洞溜井，电机车、汽车联合运输。矿石由 4m3电铲与 27t贝斯汽车运到溜井，再用气动闸门控制装入 60t 翻斗车运往选矿厂。 1.3.3 精矿运输 精矿运输由每组 23 25 辆 60t 敞篷车组成，运往 鞍钢 铁厂。 1.3.4 尾矿处理 尾矿输运经四个泵站扬送到尾矿库内，每个泵站有 120T 泵 3 台，每台泵站的扬程为53mm，扬量为 1560 1700m3/h。 XX： 100 万吨 /年 铁 矿选矿厂初步设计 4 1.4 厂址选择的合理性 选厂的厂址选择合理性应具有以下的依据： （ 1）位于 沈阳、辽阳、鞍山之间 ，交通便利，地理
8、位置优越； （ 2）原矿处理量大，选厂靠近矿山，节省运费； （ 3）厂址建于 15的山坡上，不占用农田，不妨碍农田水利建设，矿浆可实现自留输送； （ 4）厂址不建在矿体上，不靠近爆破危险区，位于坚硬的岩石上，有利于重型设备的安装； （ 5）厂址靠近细河水源，减少输送线长和能耗； （ 6）尾矿库建在低凹的山谷中，靠近选厂，而且不污染水源、河流； （ 7）供水、供电可靠，有利于生产生活。 综上所述，新建 胡家庙子 选矿厂在厂址上的选择是合理的。 XX 大学毕业设计 5 2 选别工艺流程论证 2.1 选别工艺的确定 本人所设计的磁铁矿选矿厂的矿石来源于胡家庙子 铁矿，矿石属于鞍山式贫磁铁矿。 按矿石
9、的自然类型分为赤铁石英岩、磁铁石英岩、磁铁假象赤铁石英岩、透闪 阳起或绿泥磁铁石英岩，属贫铁高硅、低硫低磷的简单型矿石，矿石粒度较细，铁矿物粒径0.074mm 以上的占 60%， 0.015mm 以下的小于 4%，其他粒径为 0.015 0.074mm 之间。 矿石密度 3.3t/m3，松散度为 2.2 t/m3，矿石硬度 f=12-18，松散系数 1.5。 根据矿石性质及矿石嵌布粒度特征，定制选别工艺流程，其工艺流程特点可概述如下：阶段磨矿 阶段选别、单一磁选、预选除废。所采用的工艺流程如图 2-1所示。 图 2.1 工艺流程原则流程 2.2 工艺流程论证 2.2.1 单一磁选流程论证 首先
10、， 磁铁矿占 31.23%，赤铁矿占 1.86%，褐铁矿占 1.24%，黄铁矿占 0.18%，全矿XX： 100 万吨 /年 铁 矿选矿厂初步设计 6 区以磁铁矿为主 。 其次，矿石 中有价金属含量为： Fe =24.50%。故只需考虑磁选对有价金属的回收。 另外， 磁选具有较大的设备处理能力，操作方便，生产成本低。最重要的是对环境污染小，尾矿回水可循环利用等优点。 2.2.2 阶段磨矿、阶段选别 流程论证 矿石的 主要脉石矿物为石英和角闪石， 根据其矿石结构、嵌布粒度特性知，石英的嵌布粒度要比磁铁矿的粗， 所以当一段磨矿分级后，石英部分单体解离，此时采用大筒经磁选机可以及时抛出一部分脉石矿物
11、，从而提高了精矿品位，也可以减轻二段磨机负荷，提高二段磨机处理能力。因此，采用阶段磨矿、阶段选别工艺流程。 综上知，采用阶段磨矿阶段选别是可行且合理的。 2.2.3 磁滑轮预选论证 根据 胡家庙子 铁矿采矿方法和现场所做的调研知原矿中会混入大于 7%的围岩，由此，预选是必要的。如果将预选布置在破碎之前，矿石未达到单体解离，可剔除脉石矿物 含量有限。参考现场生产实践，破碎作业之后矿石粒度为 0 10mm，此时，矿石单体解离度已经很高，用磁滑轮预选可剔除很大一部分的废石，提高矿石品位，减少进入磨矿等工序的矿量，节省建厂投资，降低生产消耗和成本。 2.2.4 一段大筒径磁选论证 参考现场生产资料，一
12、段磨矿分级溢流 -200 目粒级含量达 52.0% ，此时脉石矿物已经大部分单体解离 。根据现场资料知， 采用大 筒 径磁选机可将其中 大约 40%左右的脉石 及时抛出，提高精矿品位。甩出了相当一部分脉石矿物，减轻了二段磨机负荷，提高了二段磨机处理量，从经济方面考虑，应采用大 筒 径磁选作 业。 2.2.5 浓缩磁选流程论证 参考 现场资料，二段磨矿单体解离度为 83% 。 二段磨矿分级后，磁铁矿和脉石矿物单体解离都比较充分，但仍 有部分未单体解离的粗粒磁铁矿，而且考虑到精矿指标，品位必须继续提高。 使用磁力脱水槽能分选出大量细粒尾矿并兼有脱泥作用， 同时还可以 提高精矿品位 ， 且结构简单、
13、操作方便。现场资料表明采用磁力脱水槽后，精矿品位达到 50.31% ，尾矿品位 7.39% ，尾矿产率达 9.08% 。 此处设置浓缩磁选即可以为磨矿作业继续剔除一部分废石，提高磨矿作业率，又可以XX 大学毕业设计 7 增大磨矿给矿浓度，降低能耗。最重要的，浓缩磁 选作业及时对返砂进行分选，将二段磨矿之后达到单体解离的脉石及时剔除。改变了以往设计流程对返砂直接再磨的套路，尽最大可能节省能耗，节约资源。 综上可知，浓缩磁选是合理的。 2.2.6 二段小筒径磁选流程论证 旋流器分级后，此时溢流粒度为 -200 目 83%，矿石单体解离已经很充分。 参考现场资料，采用小 筒 径磁选作业后，二段磁选精
14、矿品位提高到 60.5% ，尾矿品位为 9.75% 。应采用二段小 筒 径磁选作业。 2.2.7 三段小筒径磁选流程论证 小筒 径磁选 机用在这里主要作用就是进一步提高品位。 现场 生产 资料 表明 ，采用 小筒径后，精矿品位由 60.5%提高到了 67.5%。 由此，采用三段 小 筒径磁选作业 是合理的。 XX： 100 万吨 /年 铁 矿选矿厂初步设计 8 3 破碎流程的计算 3.1 新建选矿厂规模 新建 胡家庙子 选矿厂是处理铁矿石的选矿厂，其矿石来源于 胡家庙子 露天铁矿开采出的矿石，年处理量为 100 万吨，矿石粒度为 500mm，矿石密度为 3/3.3 mt ， 矿石松散度系数为
15、1.5，矿石硬度中等。 3.1.1 破碎车间工作能力、工作制度和设备作业率 破碎车间工作制度与采矿供矿制度一致，采用间断工作制，全年设备运转 330 天，每天 3 班，每班 6 小时。 则破碎车间小时处理量为： hthttQQ /1 6 8 . 4633301 0 0 0 0 0 0 碎 (3-1) 破碎车间设备作业率为： %6 7 . 8%1 0 0833 6 5 63303 (3-2) 3.2 破碎流程的选择与计算 3.2.1 破碎流程的选择 a 计算总破碎比 由于 球磨机给矿粒度 必须小于 15mm1，参考现场 确定最终 破碎产物 粒度 为 10mm，则总破碎比 1为： 50015 0
16、0 mmmmdDS (3-3) b 初步拟定破碎流程 根据总破碎比 和 各种破碎机在不同 工作条件下的破碎比范围 1可以看出，采用常规破碎流程，在一般情况下，一段破碎流程不可能实现。因此，只考虑采用两段或三段破碎。参考现场，初步拟定采用三段 一闭路破碎流程，各段破碎设备参考现场，初步拟定如下：一段选用颚式 破碎机，二段采用标准圆锥破碎机，三段采用短头圆锥破碎机。破碎流程如图 3-1和图 3-2 所示。 XX 大学毕业设计 9 图 3.1 破碎筛分原则流程 3.2.2 破碎筛分流程的计算 a 计算各段破碎比 由 选矿厂设计 1知 531 S , 532 S , 843 S 。 先选取一段破碎比
17、5.3,3 21 SS 二段破碎比 ，计算如下： 计算各段破碎产物的最大粒度 ： )(014 . 7 64 7 . 6 3)(4 7 . 6 3.531 6 6 . 7)1 6 6 . 735 0 033622312mmSddmmSddmmSDd所以，三段破碎比是 76.43 S b 计算各段破碎机排矿口宽度 破碎机排矿口宽度与破碎机型式有关，即与最大相对粒度有关。 由于待选矿石为中等可碎，结合初步拟定的破碎机类型 1知最大相对粒度 9.1,6.1 m a x2m a x1 ZZ 。 排矿口宽度为： XX： 100 万吨 /年 铁 矿选矿厂初步设计 10 mmmmZ dbmmmmZ db26)
18、(1.259.1 63.47105)(2.1046.1 7.166m a x232m a x121，取，取(3-4) e6 根据筛分工作制度确定。由于设计铁矿石处理量 100 万吨，为中型选矿厂，采用常规工作制，得： e6=0.8 d6=0.8 10=8mm c 选择筛孔尺寸和筛分效率 检查筛分的筛孔尺寸和筛分效率，按筛分 常规工作制度 确定。 mmda 12102.12.1 5 , %08E 。 因此，确定筛子的筛孔尺寸为 12mm，筛分效率取 80%。 d 计算各产物的产率和重量 1） 粗、中碎作业： htQQQ /4.168321 %100321 2） 细碎作业： htQQ /4.16871 由于 7Q 物料一部分来自标准圆锥破碎机产物，一部分来自短头圆锥破碎机产物。则： htQQhtQhtQEQQQ/6.2 0 8/6.2 0 8/6.2 0 88.067.0)8.042.01(4.1 6 8E E) -(1Q)(65612612376126612337且：得：得：（ 3-5） 其中： 126123 , 分别代表产物 4 中小于 12mm 的粒级含量、产物 6 中小 于 12mm 的粒级含量。结合筛孔尺寸和排矿口宽度 1得到 %67%,42 126123 ； htQQQ /3 7 76.2 0 84.1 6 8634
