毕业设计（论文）-辽宁建平1.5Mta磷铁矿选矿厂初步设计.docx

目录前言.11 厂区概况.21.1地理、行政及交通.21.2水文地质条件.21.3矿区及矿床地质.21.4气候特征.31.5水源供应及排水条件.31.6电源供应.31.7总结.32 入选矿石类型及工艺矿物学研究.42.1入选矿石类型.42.1.1设计的可行性和必要性.42.1.2主要设计依据.42.1.3矿石的工业类型.42.2工艺矿物学研究.42.2.1矿石的化学成分及含量.42.2.2矿石的矿物组成.52.2.3矿物的结构及嵌布特征.52.2.4矿石的主要物理性质.52.2.5选矿试验研究.53 选矿工艺流程的选择与计算.73.1确定工作制度.73.2破碎筛分流程的选择与计算.73.2.1计算破碎车间生产能力.73.2.2计算总破碎比及分配各段破碎比.73.2.3计算各段产物的最大粒度.83.2.4计算各段破碎机的排矿口宽度.83.2.5选择筛子的筛孔尺寸和筛分效率.93.2.6计算各段产物的矿量和产率.93.3磨矿选别流程的选择与制定.103.3.1工作制度.103.3.2选别流程制定.103.4磨矿选别流程的计算.123.4.1计算第一段磨矿的矿量、产率.123.4.2选别流程的计算.123.4.3计算第二段磨矿的矿量、产率.173.5矿浆流程的计算.203.5.1磨矿流程矿浆计算.203.5.2浮选流程矿浆计算.203.5.3磁选流程矿浆计算.253.5.4精矿过滤流程计算.283.5.5验证水量平衡.294 设备的选型与计算.304.1破碎设备的选型与计算.304.2筛分设备的选择计算.384.3磨矿设备的选型计算.404.3.1一段磨矿设备选型计算.404.3.2二段磨矿设备选型计算.434.4分级设备的选型计算.444.4.1一段分级设备的选择与计算.444.4.2二段分级设备的选择与计算.454.5浮选设备的选型计算.474.5.1粗选槽数选择.474.5.2一段精选槽数选择.484.5.3二段精选槽数选择.494.5.4三段精选槽数选择.504.5.5扫选一浮选机槽数选择.514.5.6扫选二浮选机槽数选择.524.6搅拌槽的选择与计算.534.7磁选设备的选型计算.534.7.1一段磁选机的选择.544.7.2二段磁选机的选择.544.7.3三段磁选机的选择.554.7.4四段磁选机的选择.554.8精矿脱水设备选择计算.554.8.1磷精矿过滤机的选择与计算.554.8.2铁精矿过滤机的选择与计算.564.9精矿脱水设备选择计算.564.9.1浓缩机的选择计算.565 辅助设备的选择.585.1给矿机的选择与计算.585.1.1破碎给矿设备的选择.585.1.2磨矿给矿设备的选择.595.2胶带运输机的选择与计算.605.2.1 1 号皮带的选择与计算.615.2.2 2 号皮带的选择与计算.625.2.3 3 号皮带的选择与计算.645.2.4 4 号皮带的选择与计算.655.3矿仓的选择计算.675.3.1原矿仓的选择计算.675.3.2磨矿矿仓计算.685.3.3精矿仓计算.705.4砂泵的选择与计算.725.4.1旋流器给矿砂泵选型计算.745.4.2矿浆提升砂泵的选型计算.755.5起重机的选择.766 厂房内工作条件的改善.776.1选矿厂的通风除尘.776.1.1除尘设备的选择.776.2噪音的治理.776.3选矿厂污水的治理.787 选矿厂设计的技术经济分析与评价.797.1商品精矿总产值.797.2总投资的计算.797.2.1设备投资.797.2.2基建投资的计算.817.2.3营运投资的计算.817.3不可预见费用计算.837.4利润的计算.837.5投资利润率.847.6投资收益率.847.7投资回收期.848 结论.86致谢.87参考文献.88附录 A.89附录 B.99全套图纸加扣 3012250582辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言铁是最常用的金属，在地壳中的含量约 5.8%。铁和钢是工业的基本原料，广泛运用于国民经济的各个部门和人们生活的各个方面。铁矿石可以冶炼成生铁、熟铁、铁合金、碳素钢、合金钢、特种钢等。纯磁铁矿还可作合成氨的催化剂，赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿是天然的矿物颜料。中国铁矿资源储量巨大，约 504 亿吨，据 1996 年统计，扣除开采和损失，尚有 463 亿吨，大小产地 1834 处。矿床类型多，且资源中贫矿多，富矿少，共生、伴生矿多，矿石组分比较复杂，矿石嵌布粒度大多较细，给选矿带来较大困难。几十年来，广大选矿工作者针对我国铁矿资源特点，开展了大量的研究工作，解决了诸多技术难题，使我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展，总体水平有很大提高。尤其是近年来，研制并成功应用了新的高效破磨设备、分选设备、新的高效浮选药剂，分选工艺也随之得到优化，从而使选矿工艺指标取得了突破性进展，为我国钢铁工业发展做出了突出贡献。随着我国经济持续高速的发展，各钢铁企业对矿石的需求量迅猛增长，国内的矿山生产已远远满足不了需求，因此不得不大量进口国外的优质铁矿石。1985 年我国进口铁矿石突破 1000 万 t，2002 年突破 1 亿 t，2006 年突破 3 亿 t，虽然进口铁矿石品位高，但价格暴涨给国内的钢铁企业带来了很大的压力。2005 年国际铁矿石供应价格暴涨 71.5%，中国钢铁企业为此多付出 200 亿至 300 亿元人民币的进口成本；2006 年国际铁矿石供应价格达19%的涨价幅度，进口铁矿石成本又增加了近百亿元人民币；2007 年中国企业取得首发定价权，铁矿石价格上涨 9.5%；2008 年又创下了几年来的最大涨幅，上涨幅度达 79.88%到96.5%。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，技术先进、设计合理的铁矿选矿厂建设就显得尤为重要。在此背景下，我们进行了辽宁建平年处理 150万吨磷铁矿选矿厂的初步设计。1：辽宁建平 1.5Mt/a 磷铁矿选矿厂初步设计1 厂区概况1.1 地理、行政及交通该磷铁矿位于辽宁建平县深井镇境内，建平县地理位置优越，位于中国辽宁西部，地处东经 1191012002，北纬 40174221之间。东靠锦州、沈阳，西通承德、北京，北邻赤峰，南接山海关，地处辽宁、河北、内蒙古三省（区）交汇处。京丹、沈赤、锦承、大赤线铁路从境内通过，位于县城的叶柏寿火车站点 23 个，专用线 5 条，货位 140 个，月装卸货物 15 万吨。公路交通更是四通八达，101 国道穿城而过，锦赤线、建三线、叶哈线公路纵贯全县南北，县城叶柏寿是连接东北、华北八大城市的铁路交通枢纽；国、县、乡三级公路通车里程 1000 多公里。县城距朝阳飞机场仅 75 公里。距离锦州港 240 公里。图 1-1 交通位置图Figure 1-1 Location Map1.2 水文地质条件建平县内有大小河流 12 条，其中较大河流有老哈河、蹦蹦河、海棠河等。建平县属辽西山地丘陵区，山区面积占 30.4%，丘陵面积占 43.3%，平川面积占 26.3%，可谓“六山一水三分田”。境内群山起伏，沟壑纵横。努鲁尔虎山脉横贯中部，自东北延伸西南，将全县分成南北两个不同的自然区，中部地势较高，是老哈河与大凌河的分水岭。1.3 矿区及矿床地质拥有 8 个主体矿山，钛磁铁磷灰石储量 2.4 亿吨，保有储量 2.1 亿吨。铁矿赋存于太2辽宁工程技术大学毕业设计（论文）古界建平群小塔子沟组地层中，围岩为黑云斜长角闪片麻岩，矿体与围岩界线清楚，属中硬度岩石，普氏硬度系数 f=78，岩石稳固性好。黑云斜长角闪片麻岩岩石呈深灰色，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造，矿物成份主要为磷灰石、磁铁矿、角闪石、斜长石及石英。暗色矿物多具绿泥石化，见有后期沿片麻理注入的长英质脉体。钛磁铁磷灰石含有多种有色金属，其中 P2O5 含量为 2.4%，S 含量 0.64%，TFe 含量 10.5%，TiO2 含量 4.00%,是东北地区最大的低品位钛磁铁磷灰石矿储藏地，具有长期大规模露天开采的条件。1.4 气候特征建平县属北温带大陆季风气候区，尽管东南部受海洋暖湿空气影响，但由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干旱半湿润易旱地区。全县处于海洋性季风气候向大陆性气候过渡的区域内，属半湿润、半干旱季风型大陆性气候。雨热同季，全年平均气温 7.6，最高气温 37，最低气温-36.9，年均日照时数 28502950 小时。年降水量平均 614.7mm，多集中在 6-8 月份，无霜期 120155 天。春秋两季多风易旱，风力一般 23 级，冬季盛行西北风，风力较强。1.5 水源供应及排水条件根据当地水文情况和现场生产实践，选矿厂生产中的尾矿经处理后的水作为生产用水可循环使用，该矿水源充足。1.6 电源供应由公司下设的一个装机容量为 39300KVA 的变电所为矿区供电。1.7 总结建平磷铁矿交通便利，水文地质特征较好、气候适宜、电源水源等供给方便，适合建厂。3：辽宁建平 1.5Mt/a 磷铁矿选矿厂初步设计2 入选矿石类型及工艺矿物学研究2.1 入选矿石类型2.1.1 设计的可行性和必要性开发利用矿石资源，不但综合有效回收铁矿和磷矿资源，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，技术有保证。2.1.2 主要设计依据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）上网查找的相关资料；（2）中外文书籍、手册及各种文献；（3）现场收集、测绘、整理的资料；（4）其它有关磷铁矿选矿厂设计建设的国家、行业相关规程、规范。2.1.3 矿石的工业类型矿石工业类型为磷铁矿石。矿体矿石质量较好，属易采矿石。矿石矿物成份简单，金属矿物以磁铁矿为主，含少量赤铁矿、黄铁矿。脉石矿物主要为石英，含少量黑云母、角闪石、方解石。磁铁矿：呈亮灰色或呈赤铁矿假象产出，磁铁矿主要为团块状、粗粒状，组成连续断续条带与石英相间分布。石英：灰白色深灰色，他形粒状蠕虫状结构，形态不规则，呈团块状或断续条带状与磁铁矿相间分布。角闪石、黑云母：呈柱状、鳞片状呈断续条带与磁铁矿相间分布，多具绿泥石化。方解石：属低温热产物，在后期沿裂隙充填交代，呈细脉状产出。2.2 工艺矿物学研究2.2.1 矿石的化学成分及含量矿石的化学成分各组分含量由原矿多元素分析可知，见表 2-1。4辽宁工程技术大学毕业设计（论文）表 2-1原矿化学成分及含量Tab.2-1Chemical composition and content of ore成分TFeP2O5SiO2SAl2O3 CaOMgOTiO2含量/%10.502.4039.020.047.5810.017.814.002.2.2 矿石的矿物组成矿石矿物成份简单，金属矿物以磁铁矿为主，含少量赤铁矿、黄铁矿。脉石矿物主要为石英，含少量黑云母、角闪石、方解石。磁铁矿：呈亮灰色或呈赤铁矿假象产出，磁铁矿主要为团块状、粗粒状，组成连续断续条带与石英相间分布。石英：灰白色深灰色，他形粒状蠕虫状结构，形态不规则，呈团块状或断续条带状与磁铁矿相间分布。角闪石、黑云母：呈柱状、鳞片状呈断续条带与磁铁矿相间分布，多具绿泥石化。方解石：属低温热产物，在后期沿裂隙充填交代，呈细脉状产出。2.2.3 矿物的结构及嵌布特征铁矿赋存于太古界建平群小塔子沟组地层中，围岩为黑云斜长角闪片麻岩，矿体与围岩界线清楚，属中硬度岩石，普氏硬度系数 f=78，岩石稳固性好。黑云斜长角闪片麻岩岩石呈深灰色，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造，矿物成份主要为磷灰石、磁铁矿、角闪石、斜长石及石英。暗色矿物多具绿泥石化，见有后期沿片麻理注入的长英质脉体。磷矿嵌布粒度大，一段磨矿-0.074mm 含量占 45%左右浮选指标较好；磁铁矿嵌布粒度相对较细，二段磨矿-0.074mm 含量占 80%左右，通过阶段磨矿阶段选别磁选指标较好。2.2.4 矿石的主要物理性质入选矿石为易碎矿石,真密度 3.00tm3,松散密度为 1.78tm3 ,原矿含水 3%。2.2.5 选矿试验研究（一）选矿试验主要工艺参数（1）处理能力：1.5Mt/a；（2）原矿最大给矿粒度：500mm；（3）破碎产品粒度：小于 10mm；（4）磨矿细度：一段磨矿细度为-200 目占 45%；二段磨矿细度为-200 目占 80%；（5）磨矿给矿-200 目含量：15%。（二）选矿试验主指标磷（P2O5）精矿品位为 36%；磷精矿回收率为 84%；铁精矿品位 65%，铁精矿回收率5：辽宁建平 1.5Mt/a 磷铁矿选矿厂初步设计75%含水率 12%；精矿含水率为 11%。6辽宁工程技术大学毕业设计（论文）3 选矿工艺流程的选择与计算3.1 确定工作制度破碎车间工作制度应与采矿、原矿运输相一致，精矿脱水车间工作制度与选别车间相一致。确定采用连续工作制，各车间工作制度如表 3.1。表 3.1 各车间工作制度表 3.1 Each workshop system全年开车年工作天设备年作年设备运日设备运班设备运车间名称小时数/小数/天业率/%转天数/天转班数/班转时数时破碎车间36567.8594033036磨矿选别36590.41792033038车间精矿脱水36590.417920330383.2 破碎筛分流程的选择与计算3.2.1 计算破碎车间生产能力确定破碎车间与采矿工作制度一致，采用连续工作制度，全年工作 365 天，设备作业率取 67.8%。因此，全年设备运转 330 天，每天 3 班，每班 6 小时，故：破碎车间生产能力q时 =q年=1500000= 252.52t / ht330 6 33.2.2 计算总破碎比及分配各段破碎比破碎产物给入球磨机，根据球磨机入料粒度要求和多碎少磨原则，确定最终破碎产品粒度为 10mm。总破碎比S总 = Dmax = 500 = 50dmax10根据总破碎比确定采用三段一闭路破碎流程，如图 3-1 所示。7：辽宁建平 1.5Mt/a 磷铁矿选矿厂初步设计原矿1234 5 67图 3-1 破碎流程图Figure 3-1 broken flow chart并初步拟定，第一段采用颚式破碎机，第二段采用标准圆锥破碎机，第三段采用短头圆锥破碎机。各段破碎比分配如下：S1 = 3.2S2 = 3.2S 3 = 4.88S总 = S1S2S3 = 3.23.24.88= 503.2.3 计算各段产物的最大粒度d2 = Dmax S1 = 5003.2 = 156.25mm ， 取 156mmd3 = (Dmax S1 )S2 = d2 S2 = 1563.2 = 48.8mmd7 = d3 S3 = 48.84.88 = 10mm3.2.4 计算各段破碎机的排矿口宽度计算各段排矿口宽度（b），开路破碎机排矿口应保证不超过本段所要求的产物粒度，按b = d MAXZ 计算；闭路破碎的破碎机排矿口宽度按b = 0.8d11 计算。8辽宁工程技术大学毕业设计（论文）b2 = d2 Z1 = 1561.4 = 111.4mm ，取 111mmb3 = d3 Z2 = 48.8 /1.6 = 30.5mm ，取 31mmb7 = 0.8d7 = 0.810 = 8mm其中，Z 值查选矿厂设计1表 5.2-6。3.2.5 选择筛子的筛孔尺寸和筛分效率预先和检查筛分采用振动筛，筛孔尺寸a = 1.2d7 = 12mm ，筛分效率E3 = 80 %。3.2.6 计算各段产物的矿量和产率q1 = q2 = q3 = q5 = 252.52t / hq7 = q3 (1- b3-12 E)b7 -12 E = 252.52 (1- 0.46 0.8)0.87 0.8 = 229.30t / hq4 = q3 + q7 = 252.52 + 229.30 = 481.82thq6 = q7 = 229.30t / hCs = (1- b3-12 E)b7 -12 E = (1- 0.46 0.8)0.87 0.8 = 90.8%g 1 = g 2 = g 3 = g 5 = 100%g 4 = q4 q1 = 481.82252.52 = 190.8%g 6 = g 7 = q6 q1 = 229.3252.52 = 90.8%式中 b3-12 、b7 -12 分别为产物 3、7 中小于 12mm 粒级的含量。b 3-12 产物 3 中小于 12mm 粒级的含量。筛孔与中碎机排矿口的比值1231 = 0.39 ，查选矿厂设计1图 5.23 得筛上累计产率为 54%，故b1-120 = 46%。b 7 -12 产物 7 中小于 12mm 粒级的含量。筛孔与细碎机排矿口的比值128 = 1.5 ，查选矿厂设计1图 5.25 得筛上累计产率为 13%，故b1-120 = 87%。9：辽宁建平 1.5Mt/a