毕业设计（论文）-辽宁北台150万吨年铁矿选矿厂初步设计.doc

目录全套图纸加扣 3012250582前言11 厂区概况21.1 选矿厂设计依据21.2 资料来源与设计任务21.3 地理、行政及交通31.4 水文地质条件31.5 工程地质和地震情况31.6 气候特征31.7 水、电供应及排水条件31.8 建筑材料供应42 原矿基地42.1 原矿生产及供应42.2 矿石的选矿工艺矿物研究42.2.1 矿石结构构造42.2.2 矿石化学成分42.2.3 矿石性质与组成53 工艺流程的选择和计算53.1 工艺流程的选择53.1.1 选矿厂工作制度和设备作业率53.1.2 工艺流程的选择53.1.3 处理量的计算73.2 破碎流程的选择和计算73.2.1 粗碎作业93.2.2 中碎作业93.2.3 细碎作业93.3 磨矿、选别流程的选择和计算103.4 矿浆流程计算154 选矿设备的选择及计算304.1 选矿设备的选择及计算原则304.2 破碎设备的选择和计算304.2.1 破碎设备的选择324.2.2 破碎设备的计算及选型274.3 筛分设备的选择和计算314.4 磨矿设备的选择和计算324.4.1 一段磨矿设备的选择和计算324.4.2 二段磨矿设备的选择和计算334.4.3 三段磨矿设备的选择和计算354.5 分级设备的选择及计算364.5.1 一段磨矿分级设备选择与计算364.5.2 二段磨矿分级设备选择与计算374.5.3 三段磨矿分级设备选择与计算384.6 磁选设备的选择及计算384.6.1 弱磁磁选机的选择384.6.2 强磁磁选机的选择394.7 浮选设备的选择与计算404.7.1 搅拌槽的选择与计算414.7.2 粗、精选设备的选择与计算424.7.3 扫选设备的选择与计算434.8 过滤与浓缩设备的选择及计算434.8.1 精矿过滤机434.8.2 尾矿浓缩机444.9 主要辅助设备的选择和计算444.9.1 板式给料机的选择及计算444.9.2 皮带的选择与计算公式464.9.3 矿仓与泵的选择及计算595 厂区环境保护、安全检查635.1 厂区环境保护635.2 厂区安全检查制度646 选矿厂设计的技术经济分析与评价656.1 商品精矿总产值656.2 总投资的计算656.2.1 设备投资666.2.2 基建投资的计算676.2.3 营运投资的计算676.3 不可予见费的计算686.4 利润的计算697 结论708 思考71致谢72参考文献73附录 A74附录 B79辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言随着经济的发展，世界各国对钢铁的需求量不断的增加。作为冶炼钢材的主要材料铁精粉的需求量也在不断增加。我国每年从国外进口铁精粉7000万吨，而且这个数字还在不断增加。由此可见兴建铁矿选矿厂的必要性。辽宁省的铁矿储量远超我国其他省份，尤其本溪地区铁矿储量更是丰富，前段时间更是勘测到了全亚洲最大的铁矿。尽管如此目前本溪市的铁精粉仍处于供不应求的状态。政府为了治理环境污染着手关闭了部分小的冶炼厂，然而各个大中型冶炼厂为了满足市场的需求纷纷提高产量，使得铁精粉的供求关系依然紧张。随着本钢集团生产规模的不断扩大，给本溪的矿山企业带来了很大的压力，迫使需要从外地大量购买铁精粉。各矿山提高生产能力势在必行，因此各矿业公司都在努力提高产量，许多选矿厂不断地建成投产。辽宁地区的磁铁矿属于鞍山式磁铁矿，主要由磁铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿和石英组成。经过多元素分析和物料分析可知北台地区的铁矿石为混合性矿石只用单一的磁选无法满足铁回收率，需要采用多种选别方法才能完成。且本溪位于山区多山多水，在此地兴建选矿厂可以更好的利用矿物的自流，水源充足取水方便，降低了生产成本。根据矿石性质参照国内外的选矿厂工艺流程可初步确定工艺流程为阶段磨阶段选，强磁弱磁相结合，磁选、浮选相结合。本次设计的题目是辽宁北台150万吨/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。85辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1 厂区概况1.1 选矿厂设计依据(1) 低品位铁矿石的综合加工利用，符合国家政策，具有节约资源，尤其是扩大铁矿资源量，缓解我国铁矿资源的短缺现状，对于建设资源节约型社会有着的重大意义，有着良好的经济效益和社会效益；(2) 直接还原铁生产工艺可靠，市场前景广阔，国家重点投资对象；(3) 国家对振兴东北老工业基地的相关政策。1.2 资料来源与设计任务本初步设计基础资料主要来源于以下几个方面：(1) 本次毕业实习的实习单位辽宁本溪市本钢集团北营矿业工人的讲述；(2) 毕业设计指导教师给出；(3) 现场收集、测绘、整理的资料；(4) 通过网络搜集的相关资料。根据本次设计的选矿厂年处理的原矿量150万吨，可知本选矿厂的类型为中型选矿厂，并且该选矿厂的原矿来源于多个采矿区共同供应的。产品结构：产品为铁精矿粉，其精矿品位为67.5%，TFe品位为39.26%。1.3 地理、行政及交通北台选矿厂隶属北营钢铁集团矿业公司，地处辽宁省本溪市平山区北台镇境内，辽(阳)(本)溪铁路北台站北侧，厂址距本溪市16km，距辽阳市55km，矿区有准轨铁路在北台站与辽(阳)(本)溪铁路相接，交通方便如图1-1。对于本溪北台集团的建设、创业及发展，本溪市政府给予了大力支持，并且鼓励企业充分利用本地的资源，带动本地的经济发展，提高百姓的生活水平。1.4 水文地质条件水源分别取自于据选矿厂1km和2km的细河水源地1、2号水源井和太子和水源井，选矿厂回水利用率75%左右。1.5 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(0.10g)。 图1-1辽宁本溪北营矿业交通位置图Fig. 1-1 Liaoning Benxi Beiying mining location1.6 气候特征当地处于海河流域，属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明、雨热同季、日照充足、日温差较大、降水集中、风向有明显的季节变化。夏季受偏南气流的影响，盛行大陆热低压多阴雨天气,平均风速 2.1 m/a。冬季寒冷干燥多西北风，春秋季多东南风，晴朗少雨，冷暖适宜，光照充足。春秋两季多风、易旱，风力一般为23级，冬季盛行西北风，风力较强。 多年平均降水量为 589.3 mm，其中汛期平均降水量 480.8 mm，多年平均蒸发量为500mm，平均气温 11.6 ，平均年日照时数为 2630.4 h，平均相对湿度 59%，无霜期约为192 天，最大冻土深度 56 cm。1.7 水、电供应及排水条件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。 电源由北营钢铁集团公司号降压变电所直接供给，电压6kv1.8 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，钢铁材料由本溪钢铁等公司供应。2 原矿基地2.1 原矿生产及供应北台铁矿属沉积变质型鞍山式铁矿床，分布面积约4.5，基本按东西与北西方向分布，东西宽30km，南北宽1.5km。2.2 矿石的选矿工艺矿物研究2.2.1 矿石结构构造矿石多由磁铁矿、石英、石灰石和少量非磁性铁定向排列相间构成。连续的或断续的条带状构造或不规则的条带状构造，以及致密块状构造。由磁铁矿石、石英及非磁性铁组成的矿石多呈纤状变晶结构。2.2.2 矿石化学成分光谱分析和化学多元素分析，该试样的光谱分析结果见表2-1，化学元素分析结果见表2-2。 表2-1 原矿多元素化学分析Tab.2-1 Multi-element chemical analysis of ore化学成份含量%39.2613.200.210.670.771.1341.82化学成份含量%8.5924.161.950.0.248.152.970.042表2-2 原矿物相分析Tab.2-2 the original mineral phase analysis物相组分磁性铁中铁赤褐铁矿中铁硫化物中铁假性赤铁矿含量%22.176.331.365.32占有率56.4716.123.4713.55物相组分碳酸铁中铁硅酸铁中铁总铁含量%0.293.7939.26占有率0.749.65100.00 由光谱分析和化学多元素分析结果看出：矿石中主要回收元素是铁，伴生元素含量均未达到综合回收标准，主要有害杂质硫、磷含量都不高。因为所以属于混合矿石，采用磁选与浮选相结合的选别方法。2.2.3 矿石性质与组成原矿品位为39.26%；矿石密度为3230kg/m3；矿石属于易碎性矿石。金属矿物主要是磁性铁中铁、赤褐铁矿中铁、黄铁矿及少量硫化物中铁、铝矿。脉石矿物主要是石英，其次是角闪石、黑云母，少量长石、绿泥石，碳酸盐矿物及石榴子石等。以上矿石特性是选矿工艺流程选择和制定的主要依据。由于该原矿石属于易碎性矿石，为了达到磨矿的粒度要求，选择三段一闭路破碎流程，在细碎作业前进行预先和检查性筛分确保了进入磨矿的矿石粒度。3 工艺流程的选择和计算3.1 工艺流程的选择3.1.1 选矿厂工作制度和设备作业率根据实际情况和当地的工作制度，确定选矿厂各车间的工作制度。具体情况见表3-1。表3-1 主要设备作业率和作业时间Tab.3-1 Operating rate of major equipment and operating time车间名称年作业率/%年工作日/d每班工作时间/h破碎车间0.6783306磨矿车间0.9043308过滤车间0.6833063.1.2 工艺流程的选择由于该矿区的品位为39.26%，属于低品位磁铁矿，为了提高磁铁矿的品位，并且保证精矿回收率，根据设计要求，使铁精矿品位为66.32%，在设计的过程中考虑该矿区的地形、气候条件、交通行政等方面因素，初步制定如下工艺流程。见图3-13.1.3 处理量的计算该选矿厂的年处理量为1.5Mt，破碎每年工作日为330d，车间工作制度为每日三班作业，每班6h。由此计算出选矿厂的日处理量和小时处理量1。日处理量：式中 Qd 破碎车间或磨矿车间日处理量 (t/a)； T 破碎车间或磨矿车间工作天数；小时处理量：式中 破碎车间小时处理量 ()； t 破碎车间每天工作时间(t=每日班数每班小时数)；图3-1 工艺流程图Fig. 3-1 Process flow diagram3.2 破碎流程的选择和计算 图3-2 破碎流程图Fig. 3-2 Process flow diagram设计已知条件为：选矿厂规模为4545.45，无手选，原矿最大粒度为600 mm，破碎最终产物粒度8mm，矿石密度=3230 kg/m3，易碎性矿石，破碎车间工作制度为每日三班作业，每班6h。(1) 计算破碎车间小时处理量。 (2) 计算总破碎比。 (3) 初步拟订破碎流程。根据总破碎比，选用三段一闭路破碎流程。 (4) 计算各段破碎比。取。根据总破碎比等于各段破碎比的乘积，则第三段破碎比S3为： (5)计算各段破碎产物的最大粒度。 (6)计算各段破碎机排矿口宽度。开路破碎机排矿口，应保证保证排矿中最大粒度不超过本段所要求的产物粒度，按计算，闭路破碎机的破碎机排矿口宽度常规工作制度计算(因为本次设计规模为中型选矿厂)。初步确定粗碎用颚式破碎机，中碎用标准圆锥破碎机，细碎用短头型圆锥破碎机，再根据参考文献得到：，排矿口宽度为： 根据筛分工作制度确定，由于该选矿厂为中型选矿厂，故采用等值筛分工作制度， 。(7)选择筛子筛孔尺寸和筛分效率。细筛：检查筛子筛孔尺寸和筛分效率，按等值筛分工作制度确定。 ，3.2.1 粗碎作业 3.2.2 中碎作业 3.2.3 细碎作业 (4-1)产物3中小于10mm的粒级含量。细筛筛孔尺寸与粗碎破碎机排矿口宽度之比为0.32，查得。产物6中小于10mm的粒级含量。细筛筛孔尺寸与细碎破碎机排矿口宽度之比为1.67，查得。 各产物产率 3.3 磨矿、选别流程的选择和计算由于原矿中含有4%的水，所以在磨矿时小时矿量有变化， 由于矿石的嵌布粒度不均匀，所以采用阶段磨阶段选的工艺流程 3.4 矿浆流程计算3.4.1计算的内容、目的及原理(1) 计算内容： 矿浆流程计算是在磨矿流程和选别流程计算之后进行的。所以，计算的内容是：磨矿和选别流程中各作业或各产物的水量()、补加水量()、(2) 计算目的及原理： 矿浆流程计算目的是：为供水、排水、脱水和分级的设计计算、设备选择提供依据。计算原理是：进入某作业的水量之和，等于该作业排出的水量之和；进入某作业的矿浆量之和，等于该作业排出的矿浆量之和(在计算中，不考虑机械损失或其他流失)即水量平衡原理。4.4.2计算各作业、各产物的水量 (3-2)其中，各作业和产物浓度；各作业和产物水量，m3/h；各作业和产物矿量，t/h；各作业的矿浆体积 (3-3)其中：各作业矿浆体积，m3/h；各作业和产物矿量，t/h；矿石密度，t/m3；入料含水量：一段磨矿浓度： 螺旋分级机溢流浓度： 螺旋分级机返砂浓度： 一段磁选浓度： 一段磁选精矿浓度： 一段强磁作业浓度： 一段强磁精矿浓度： 二段球磨作业浓度： 二段球磨溢流浓度： 一段高频振动筛作业浓度： 一段高频振动筛筛下浓度： 二段磁选作业浓度： 二段磁选精矿浓度： 三段磁选作业浓度： 三段磁选精矿浓度： 二段强磁作业浓度： 二段强磁精矿浓度： 三段球磨作业浓度： 二段高频振动筛作业浓度： 二段高频振动筛筛下浓度： 四段磁选作业浓度： 四段磁选精矿浓度： 三段强磁作业浓度： 三段强磁精矿浓度： 粗选作业浓度： 粗选精矿浓度： 精选作业浓度： 精选精矿浓度： 一段扫选作业浓度： 一段扫选精矿浓度： 二段扫选作业浓度： 二段扫选作业浓度： 过滤作业浓度： 过滤精矿浓度： 浓缩作业浓度： 浓缩精矿浓度： 3.4.3计算选矿厂工艺过程耗水量（即补加总水量） 其中，选矿厂工艺过程耗水量，m3/h；选矿厂总排出水量，m3/h；原矿含水量，m3/h； 3.4.4选矿厂总耗水量的计算 (3-4)其中，选矿厂总耗水量，m3/h；选矿厂工艺过程耗水量，m3/h；3.4.5计算单位耗水量 (3-5)其中，处理每吨矿石耗水量，m3/t；选矿厂总耗水量，m3/t；处理矿石量，t/h； 3.4.6选矿厂总排出水量： 4 主选设备的选择及计算4.1 选矿设备的选择及计算原则在选择和计算设备时必须遵循以下的原则：(1) 设备生产能力必须满足选矿厂规模要求；(2) 设备必须便于操作，工作可靠；(3) 尽量采用国产定型化先进设备。4.2 破碎设备的选择和计算4.2.1 破碎设备的选择破碎设备的选择与处理矿石的物理性质、要求破碎的能力、破碎产品粒度以及设备配置有关。矿石物理性质包括：矿石硬度、密度、水分、粘土含量和物料最大粒度。所选破碎设备.，初保证满足产品粒度和生产能力外，还必须保证给入最大矿块。4.2.2 破碎设备的计算及选型破碎机的生产能力与被破碎物料的性质，破碎机结构参数和工艺要求等因素要求。破碎机生产能力的计算 （1）开路破碎时：破碎机的生产能力计算公式： (4-1)式中 在设计条件下破碎机的生产能力 (t/h)；矿石硬度修正系数；矿石密度修正系数；给矿粒度修正系数；水分修正系数； 式中 破碎机在开路破碎排矿口为1mm时，破碎标准状态矿石的单位生产能力(t/mmh)；破碎机排矿口宽度(mm)； （2）闭路破碎时：破碎机的生产能力公式： 式中 开路破碎时，破碎机的生产能力；闭路破碎时，破碎机的生产能力；闭路破碎系数，易碎性矿石取最大值，难碎性矿石取小值。需要破碎机台数的计算 式中 设计需要破碎机台数(台)；需要破碎的矿量(t/h)；所选破碎机的生产能力(t/h台)由于原矿属于易碎性矿石，。 矿石的密度为3.23t/m3，则矿石密度修正系数 ： 。 (a)粗碎破碎机生产能力的计算根据矿石的处理量、给料粒度和要求的破碎机排矿口的宽度，试选用PE9001200型复摆式颚式破碎机。此破碎机的最大给料尺寸为750 mm,故给料最大粒度和给矿口之比，取0.70。根据参考文献 查得：，。 式中： 破碎机在开路破碎排矿口为1mm时，破碎标准状态矿石的单位生产能力(t/mmh)；e破碎机排矿口宽度(mm)；由此得到： 式中 在设计条件下破碎机的生产能力 (t/h)；矿石硬度修正系数；矿石密度修正系数；给矿粒度修正系数；水分修正系数；需要破碎机台数的计算： (取1台)式中 设计需要破碎机台数(台)；需要破碎的矿量(t/h)；所选破碎机的生产能力(t/台h) 式中 破碎机的负荷系数(%) (b)中碎破碎机生产能力的计算结合以上的计算结果，试选用中型PYY1650/285标准圆锥破碎机。其破碎锥直径为2200 mm，给料口最大尺寸为240 mm，粗碎破碎机排矿口宽度和中碎破碎机给矿口宽度之比(e 开路破碎时，d指上段破碎机排矿口宽度(mm)；B指本段破碎机给矿口宽度)，根据参考文献查得：设有预先筛分，。 式中 破碎机在开路破碎排矿口为1mm时，破碎标准状态矿石的单位生产能力(t/mmh)； 破碎机排矿口宽度(mm)；由此得到： 式中 在设计条件下破碎机的生产能力 (t/h)；矿石硬度修正系数；矿石密度修正系数；给矿粒度修正系数；水分修正系数；需要破碎机台数的计算： 式中 设计需要破碎机台数(台)；需要破碎的矿量(t/h)；所选破碎机的生产能力(t/h台) 式中 破碎机的负荷系数(%) (c)细碎破碎机生产能力的计算结合以上的计算结果，试选用短头型PYD-2200弹簧短头圆锥破碎机。其破碎锥直径为2200 mm，给料口尺寸为130 mm，细碎破碎机排矿口宽度和细碎破碎机给矿口宽度之比，。开路时的生产能力的计算： 闭路时的生产能力的计算，取闭路系数。 式中 q开路破碎时，破碎机的生产能力；闭路破碎时，破碎机的生产能力； 式中 设计需要破碎机台数(台)；需要破碎的矿量(t/h)；所选破碎机的生产能力(t/h台) 式中 破碎机的负荷系数(%)4.3 筛分设备的选择和计算振动筛的生产能力，按照以下经验公式计算； (4-2)式中： q振动筛的生产能力，(t/台h)；振动筛的有效筛分面积系数；单层筛0.80.9；A振动筛的名义面积，(m2)；振动筛分单位面积的平均容积生产能力，(m3/m2h)；筛分物料的松散密度(t/ m3)；K1、K2、K3、K4、K5、K6修正系数 拟选YA1848 4.4 磨矿设备的选择和计算4.4.1 一段磨矿设备的选择和计算 (1)拟选MQG36006000,值计算：设计磨矿机按新生成计算级别计的单位容积生产能力()，一般取工业性试验或同类选矿厂的磨矿机实际生产指标，此时。若条件有差异，则须引入校正系数，按下式计算： (4-3)式中 设计磨矿机按新生成计算级别(如-0.074mm粒级)计的单位容积生产能力； 现厂生产磨矿机按新生成计算级别(如-0.074mm粒级)计的单位容积生产能力； 被磨矿石的可磨性系数，难碎性矿石 ； 磨矿机直径校正系数； 设计磨矿机的型式校正系数，；设计与现厂生产磨矿机给矿粒度、产品粒度差异系数， ； 工业试验或生产磨机给矿中-0.074mm粒级含量，； 工业试验或生产磨机给矿中-0.074mm粒级含量，； 工业试验或生产磨机的有效容积，； (2)磨矿