龙桥铁矿碎磨工艺设计方案.docx

龙桥铁矿碎磨工艺设计方案1.1 概述1.1.1 企业地理位置及交通安徽省庐江龙桥矿业有限公司龙桥铁矿位于安徽省庐江县城东南方向25km处的龙桥村。矿区北距龙桥镇4km、合肥132km，北东距巢湖市78km，东南距铜陵市90km，庐江至砖桥公路经过矿区，交通十分便利。该矿距合（肥）九（江）铁路柯坦车站约40km，距合（肥）铜（陵）公路（即405国道）22km，距龙桥镇西河码头5km。矿区地理坐标为：东经11727301172819，北纬310608310800。龙桥铁矿隶属于安徽省庐江龙桥矿业有限公司，为股份制民营企业。矿区地形为低山丘陵地带，海拔高度一般在50200m，属亚热带季风气候，年平均气温15.5，七月份平均气温27.7，极端最高气温41.3（1959年8月23日），一月份平均气温2.3，极端最低气温-13.7；年平均降雨量1216.2mm，年平均蒸发量1497.5mm。夏秋两季雨量较多，冬春两季雨量较少；风向多为西南风。矿区所在地理范围内无大的台风、水灾等自然灾害，该地区历史上发生过多次地震，其中三次达6级,本次设计主要建筑物按7度设防。矿区附近农民多从事农业生产，农产品主要以水稻为主。1.1.2 矿山现状龙桥铁矿全矿区资源储量10363.70万t，TFe平均品位43.97%，mFe36.93%。伴生硫平均品位2.69%；伴生铜平均品位0.09%。矿山始建于2002年10月，2006年初投产，设计矿山生产能力为100万t/a，于2008年进行300万t/a扩建工程的设计与施工， 2009年9月主厂房二系列磨选系统投产，现在选矿厂实际生产能力达到200万t/a。新建主井及西风井正在施工，预计在2012年完工并投入使用。（1）选矿工程现选厂的碎矿系统采用三段一闭路干选流程（粗碎设于井下）；磨选系统采用阶段磨矿阶段选别先磁后浮的选别流程。采矿采出矿石在井下进行粗破碎，产品粒度为2000mm，由箕斗提升到地面并卸入箕斗矿石仓内储存，经仓下振动给矿机及带式输送机进入中、细碎车间进行中碎。中碎产品运至干选车间进行全粒级干选，干选尾矿运至废石卸矿站卸入废石堆场，干选精矿运至筛分车间进行筛分，筛上产品返回中、细碎车间进行细碎，细碎产品同样运至干选车间进行干选；筛下产品粒度120mm，通过带式输送机运至磨矿仓；磨矿磁选采用阶段磨矿阶段选别流程，磨矿系统为两段闭路磨矿，一段磨矿后矿石经一段磁选后进入二段闭路磨矿系统，最终磨矿粒度为-200目占90，旋流器溢流通过二、三段磁选后经过滤后得最终铁精矿；三段磁选总尾矿浓缩后进入铜硫混合浮选作业；浮选精矿经再磨后进入分离浮选作业，分离浮选精矿即为铜精矿，分离浮选尾矿即为硫精矿，分别通过浓缩及过滤两段脱水作业后得最终铜精矿及硫精矿。三种精矿分别卸入相应精矿库待装车外售。混合浮选尾矿为最终尾矿自流入尾矿库。（2）公用及辅助设施供电：矿山供电由距矿区km的缺口110kV变电所向矿区供电，经矿山35/10kV总降压变电站，分送至井下、选厂及辅助生产车间，井下由-370m中段中央配电室向采区变电所供电；矿山2800kW柴油发电机组作为保安电源。供水：矿山水源地位于距矿区5.5km处的长江支流西河，设置两级扬水，每小时供水能力为500m3。在选矿主厂房附近设有800m3及2000m3新水和回水高位水池各一座。在采矿工业场地附近设有200m3水池一座。1.1.3 项目建设背景安徽省庐江龙桥矿业有限公司遵循科学发展观，根据自身资源优势和发展条件，编制了进一步扩大经济总量，提高经济增长质量的发展规划，全面实施做大做强、资源发展战略，实现技术、规模、效益的跨跃式发展，公司于2011年委托黑龙江冶金研究设计院进行了龙桥铁矿采选300万t/a扩建工程项目申请报告的编制，项目申请报告已通过审查，项目核准在即。目前主井已于09年底开始施工，主厂房二系列磨矿及选别系统已于09年9月投产，随着主井工程的进展及选矿主厂房的投入生产使用，300万t/a扩建工程碎矿系统的建设已经迫在眉睫。原设计中碎矿系统建设受当时技术限制仅考虑了常规三段一闭路流程，但随着近年来高压辊磨在金属矿山的普遍应用，以及龙桥铁矿矿石经高压辊磨试验取得的良好的试验效果，经公司研究决定对龙桥铁矿300万t/a扩建工程碎矿系统建设重新进行方案设计，本次设计需将高压辊磨流程与常规破碎流程进行方案比较。另外，通过对现选矿厂磨选系统的流程考察及试验研究工作发现，现有系统存在通过高压辊磨使用使其满足300万t/a扩建需要的可能，本次方案设计也将一并进行考虑。1.2 设计依据及设计原则1.2.1 设计依据1、安徽省庐江龙桥矿业有限公司龙桥铁矿采选300万t/a扩建工程可行性研究报告黑龙江省冶金设计规划院，2011年1月；2、安徽省龙桥铁矿高压辊磨及抛尾、磨矿功指数试验报告安徽天源科技股份有限公司，2010年1月；3、安徽省龙桥矿业有限公司铁矿石高压辊磨试验报告成都利君实业股份有限公司，2010年4月；4、龙桥铁矿石辊压产品选矿工艺研究报告中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，2011年4月；5、龙桥铁矿原矿分粒级预选工艺研究报告华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，2013年4月；6、建设单位提供的企业生产技术指标及相关资料；7、国家现行的有关设计规范及规定。1.2.2 设计原则1、项目实施过程中，尽量不影响或少影响矿山正常生产；2、工艺技术要先进成熟可靠，并易于掌握和方便控制；3、设计方案合理、经济，以合理的投入获得最大的经济效益；4、在采用先进可靠的工艺技术、大型高效设备的基础上、积极采用先进实用的控制技术进行改、扩建，确保采选改、扩建工程实现高标准、高效率和高效益；5、主要设备按其生产过程的作用，考虑不同的波动系数或安全系数；6、为利于新选设备的采购及备品备件供应渠道的畅通，在保证顺利投产和确保生产的安全性和可靠性的前提下，尽量选择矿山已有设备。1.3 主要设计方案1.3.1 设计规模、服务年限、设计内容在矿山现有100万t/a生产能力的基础上，通过扩建使矿山采选规模达到300万t/a（新增200万t/a生产能力）。矿山最终产品为铁精矿、铜精矿及硫精矿。服务年限约为24.4a。本次设计内容主要包括：碎矿系统、磨选系统及其配套设施，其中碎矿系统为新建，磨选系统为改造。1.3.2 选矿工程1、选矿工艺流程（1）碎矿系统流程经碎磨系统方案比较，高压辊磨方案不仅节能降耗，运营费用低，而且可以大大的降低矿山粉尘及噪音污染，工人工作环境得到显著提高，故本次设计碎矿系统流程确定为高压辊磨流程，具体流程为两段半破碎高压辊磨湿式筛分闭路的碎矿流程。（2）磨选系统流程磨选流程仍采用现场使用的阶磨阶选、两段闭路磨矿流程。高压辊磨产品细粒级单独磁选。2、工艺流程简述采矿采出矿石在井下进行粗破碎，产品粒度为2400mm，由箕斗提升后卸入地下式箕斗矿石仓内储存，再由仓下带式给料机给入一台HP500圆锥破碎机进行中碎，中碎产品通过带式输送机运至中间缓冲矿堆进行储存，中间缓冲矿堆内矿石再经带式输送机运至干选车间，通过6条带式干选机进行干选，干选尾矿通过带式输送机运至废石仓待装车外运。干选精矿通过带式输送机运至细碎车间，先经1台YK1848圆振筛进行预先筛分，筛上经1台GP200圆锥破碎机进行细破碎。细碎产品会同筛下产品经带式输送机转运至高压辊磨车间，通过1台2000800高压辊磨机进行辊压。高压辊磨机产品通过带式输送机运至分级车间，共设两段分级，一段分级采用1台GK3073直线振动筛，筛孔尺寸为6.0mm，二段分级采用1台GK3073双层直线振动筛，上层筛孔尺寸为2.0mm，下层筛孔尺寸为0.5mm。一段分级筛上返回高压辊磨，二段分级筛上物料运至粉矿仓。筛下矿浆经2台CTB1230永磁筒式磁选机粗选后，精矿泵送至主厂房高压辊磨系列细筛给矿泵池。磨矿磁选采用阶段磨矿阶段选别流程，磨矿系统共两个系列，均为两段闭路磨矿，一系列一段闭路磨矿由1台MQG3245格子型球磨机与1台2FG30高堰式双螺旋分级机组成，二段闭路磨矿由1台MQY3245溢流型球磨机与2台2SG48-60W-5STK德瑞克高频细筛组成，二系列一段闭路磨矿由1台MQY3660溢流型球磨机与1组4-660水力旋流器组组成，二段闭路磨矿由1台MQY3660溢流型球磨机与3台2SG48-60W-5STK德瑞克高频细筛组成。一段磨矿细度为-200目占55%，最终磨矿细度为-200目占80。磁选系统为三段磁选，细筛筛上采用浓缩磁选工艺，三段磁选精矿自流至45m浓缩机进行浓缩，浓缩底流通过4台TT-60陶瓷过滤机过滤后得最终铁精矿。三段的磁选总尾矿自流入2台53m的浓缩机进行浓缩。浓缩尾矿通过浮选综合回收铜硫，浮选尾矿为最终尾矿用于井下充填和尾矿制砖。1.3.3 公用辅助设施设计方案1.3.3.1 总图运输本次设计主要为碎磨系统工艺优化，其中碎矿系统为新建，磨选系统利用现有设施进行局部改造。根据本矿山的具体情况以及厂区的地形条件，按照选矿工艺的要求，厂区自西向东、自南向北接中碎硐室依次布置有转运站、带式输送机通廊、中间缓冲矿堆、干选车间、细碎车间、辊磨车间、分级车间及破碎变配电所等。表1-1 主要技术经济指标表序号项目名称单 位数 量备 注1矿石输出量万t/a300干选废石量452土石方量填万m315.2挖18.43浆砌石挡土墙万m31.984选矿材料t/a22005道路m1200厂区内4.5m宽水泥混凝土路面m1400厂区外4.5m宽级配碎石路面道路6绿化率%151.3.3.2 给、排水破碎系统工艺用水量：13933.2m3/d ； 地面冲洗用水量：130m3/d ；除尘用水量：225m3/d； 碎矿系统总用水量合计：14288.2m3/d。1.3.3.3 电力设计1、用电负荷计算矿山粗碎系统设于井下，本次设计碎矿系统负荷计算从中碎开始，主要流程上的生产设备均属二级负荷，根据各专业提出的用电设备容量，采用需要系数法进行负荷计算，其计算结果如下：设备安装功率 4593kW设备工作功率 4575kW计算有功功率 2856.8kW计算无功功率 1273.3kvar（补偿后）补偿后计算视在功率 3127.7kVA补偿后功率因数 cos=0.92碎矿系统年耗电量 1259.7万kWh2、电源矿山目前正在选矿工业场地附近建设110/10kV总降压变电所一座，本次设计电源拟引自该总降10kV母线I、II段，采用双回路电缆进线，确保碎矿系统供电。1.3.3.4 碎矿系统自动化1、设备的集中与局部联锁破碎系统集中连锁设计的思想是：逆流程启动，顺流程停车。2. 主要设备及位置的测控主要设备及位置的测控包括：圆锥破碎机的测控、高压辊磨机的测控、矿仓的测控、皮带与金属物的测控、除尘风机的测控、渣浆泵的控制等。3、历史曲线记录及数据报表功能完成所有设备的实时状态监控，设备运行时间统计，设备故障记录及设备故障时间统计。1.3.3.5 采暖与工业通风1、在物料转运点设有喷水点和密闭排风除尘，防止灰尘外散。2、对矿石运输及碎矿落料过程中产生的粉尘采用SX型湿式三效除尘器进行收集，使选厂工作环境及污染物排放符合标准。1.3.3.6 土建工程1、结构设计（1）主要厂房建筑物采用排架结构或钢结构，次要建筑物采用砖混结构或框架结构。（2）柱基础采用钢筋混凝土独立式基础，围护结构基础采用毛石或混凝土带形基础。2、工业生产设施总建筑面积：13000m2，建筑体积：120133m。1.4 投资估算本投资估算根据龙桥铁矿300万t/a碎磨工艺优化设计进行编制。碎矿系统建设工程估算建设投资为13554.18万元。投资分析表如下：表1-2 按生产用途构成划分的投资分析表项目名称建筑工程设备费安装工程其他费用估算建设投资估算价值（万元）5591.18 4217.02 486.79 3259.20 13554.18 占估算建设投资比例(%)41.3 31.1 3.6 24.0 100.0 表1-3 按投资构成划分的投资分析表序号项目名称投资合计(万元)占估算建设投资比例(%)备注一工程费用10294.98 76.0 1主要生产工程8871.65 65.5 1.1选矿工程8871.65 65.5 2公共设施工程1423.33 10.5 二工程建设其他费用1491.26 11.0 三基本预备费1767.94 13.0 四估算建设投资13554.18 100.0 第二章 选矿工程2.1 概述2.1.1 设计依据本设计是依据安徽省庐江龙桥矿业有限公司设计委托书及设计合同进行的。2.1.2 设计原则（1）采用先进、可靠的选矿工艺；（2）选用操作简单、维护方便、高效节能的成熟选矿设备；（3）借鉴现有选厂成功的生产经验，改进其存在的问题。2.2 企业现状2.2.1 工艺流程及设备现选厂的碎矿系统采用三段一闭路干选流程（粗碎设于井下）；磨选系统采用阶段磨矿阶段选别先磁后浮的选别流程。采矿采出矿石在井下进行粗破碎，产品粒度为2000mm，由箕斗提升到地面并卸入箕斗矿石仓内储存，经仓下振动给矿机及带式输送机进入中、细碎车间进行中碎。中碎产品运至干选车间进行全粒级干选，干选尾矿运至废石卸矿站卸入废石堆场，干选精矿运至筛分车间进行筛分，筛上产品返回中、细碎车间进行细碎，细碎产品同样运至干选车间进行干选；筛下产品粒度120mm，通过带式输送机运至磨矿仓；磨矿磁选采用阶段磨矿阶段选别流程，磨矿系统为两段闭路磨矿， 一段磨矿后矿石经一段磁选后进入二段闭路磨矿系统，最终磨矿粒度为-200目占90，旋流器溢流通过二、三段磁选后经过滤后得最终铁精矿；三段磁选总尾矿浓缩后进入铜硫混合浮选作业；浮选精矿经再磨后进入分离浮选作业，分离浮选精矿即为铜精矿，分离浮选尾矿即为硫精矿，分别通过浓缩及过滤两段脱水作业后得最终铜精矿及硫精矿。三种精矿分别卸入相应精矿库待装车外售。混合浮选尾矿为最终尾矿自流入尾矿库。主要设备如下：（1）圆锥破碎机GP3003台（2）圆振动筛2YA21602台（3）球磨机MQG32451台（4）球磨机MQY36602台（5）球磨机MQY32451台（6）球磨机MQY27401台（7）螺旋分级机2FG-241台（8）旋流器组4-6601组（9）旋流器组8-3501组（10）旋流器组8-5001组（11）旋流器组4-2501组（12）磁选机CTB10306台（13）磁选机CTB12303台（14）浮选机CLF3016台（15）浮选机CLF88台（16）浮选机BF811台（17）浮选机BF44台（18）陶瓷过滤机TT-604台（19）陶瓷过滤机TT-451台（20）陶瓷过滤机TT-181台（21）浓缩机NT53m1台（22）浓缩机NT45m1台（23）浓缩机NT18m1台（24）浓缩机NC9m1台2.2.2 产品数质量指标 表2-1 产品数质量指标列表产品名称年产量(万t/a)品位(%)备注铁精矿50TFe：66.4硫精矿6S：47.5铜精矿0.3Cu：26.42.3 原矿性质2.3.1 矿物组成矿石中主要工业金属矿物为磁铁矿，含有少量的赤铁矿、镜铁矿、磁赤铁矿、穆磁铁矿及褐铁矿等，混合围岩主要是泥质砂岩。可综合回收的矿物主要为黄铁矿和黄铜矿，矿石中还有微量闪锌矿、白铁矿、辉铜矿、兰辉铜矿、斑铜矿、辉钼矿、毒砂、硫砷钴矿、方铅矿、铁闪锌矿、银金矿等。脉石中矿物成份复杂，以长石石英、绿泥石绿云母、透辉石、透闪石阳起石等为主。其次为多种碳酸盐矿物，还有少量的石榴石、绿帘石、电气石、石膏等。2.3.2 矿石构造与结构及矿物嵌布特性矿石构造类型主要是块状构造和浸染状构造；脉状构造分布较广，但规模小；团块状构造、条带状构造和角砾状构造在局部地段偶尔出现。矿石结构主要有自形晶、半自形晶，他形晶结构和交代结构。还有其他如乳浊状结构、放射状、束状、架状结构、包含结构、胶状结构等。磁铁矿及磁铁矿磁赤铁矿赤铁矿组合以单晶或集合体形式浸染于脉石中，呈毗邻嵌布或包裹体嵌布。脉状磁铁矿等早期磁铁矿和脉石互相穿插。黄铁矿多呈不规则状、条带状、透镜状、脉状集合体与脉石和磁铁矿毗邻嵌布、也包裹交代铁矿物和脉石。黄铜矿多数与黄铁矿呈不规则状互嵌且嵌布紧密，与铁矿物多呈浸染状、星点状嵌布，与脉石多呈浸染状，脉状嵌布、闪锌矿中普遍有乳浊状黄铜矿微粒分布于其中。主要矿物的粒度：磁铁矿单晶粒度一般为30200 m，少量为1030m，最大为200500 m，甚至更大，但实测粒度小于单晶粒度，更小于集合粒度。2.3.3 矿石的物理性质矿石硬度:平均为f=7；矿石密度:3.98t/m3；围岩密度:2.70t/m3；矿岩松散系数均为1.6；矿石(采出)水分较低，为2%左右。2.3.4 矿石的化学多元素分析及物相分析矿石化学多元素分析结果见表2-2。表2-2 原矿化学多元素分析结果表元素TFeSFeFeOSCuAsAuAg含量（%）37.1534.4515.282.740.100.0241.1元素PCaOMgOSiO2Al2O3MnOTiO2烧碱含量（%）0.0375.246.6121.874.640.510.252.07原矿铁物相分析结果见表2-3。表2-3 原矿铁物相分析结果表物相名称磁铁矿假象赤铁矿赤褐铁矿黄铁矿硅酸铁磷酸铁合计铁含量（%）29.850.810.642.253.000.5837.13分布率（%）80.332.261.726.068.071.56100.002.4 选矿试验研究及前期工作对安徽省龙桥铁矿矿石碎矿系统试验研究工作共进行了四次。2010年1月中钢集团安徽天源科技有限公司完成了安徽省龙桥铁矿高压辊磨及抛尾、磨矿功指数试验报告；2010年4月成都利君实业股份有限公司完成了安徽省龙桥矿业有限公司铁矿石高压辊磨试验报告；2011年4月马鞍山矿山研究院完成了龙桥铁矿石辊压产品选矿工艺研究报告。2013年4月华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司完成了龙桥铁矿原矿分粒级预选工艺研究报告。2.4.1 试验研究2.4.1.1 中钢天源高压辊磨试验试验矿样是由安徽省龙桥矿业有限公司负责采取，经检测矿样全铁含量为36.18%，取部分矿样经过一次干式抛尾，原矿和抛尾后矿样利用中钢天源公司的1000260mm高压辊磨机进行破碎，给料量约60t/h。并分别对干抛矿及未干抛矿经高压辊磨前后产品进行了粒度筛分、湿式抛尾试验、相对可磨度试验及磨矿功指数试验。试验结果如下：1、辊磨粒度采用高压辊磨机破碎安徽龙桥铁矿矿样成效显著，可大幅度降低一段磨矿的入磨粒度，其中干抛矿-6mm以下粒度所占比例由25.86%提高到69.07%，-3mm以下粒度所占比例由14.34%提高到48.51%，-1mm以下粒度所占比例由8.91%提高到30.71%；未干抛矿-6mm以下粒度所占比例由51.81%提高到76.75%，-3mm以下粒度所占比例由30.46%提高到54.65%，-1mm以下粒度所占比例由16.18%提高到35.97%；2、湿式抛尾试验在开展的试验条件下，对高压辊磨后的样品进行湿式抛尾效果显著，精矿铁品位比原矿提高12.29个百分点，抛尾量达29.33%，尾矿品位为13.47%（其中磁性铁约小于0.5%），精矿回收率为90.83%； 3、相对可磨度试验由相对可磨度测定可知，安徽省龙桥铁矿干抛原矿和经过高压辊磨后样品磨至-0.076mm70%时，入磨粒度为2-0mm和6-0mm的相对可磨度系数分别为1.25和1.88，未干抛原矿及其经过高压辊磨后样品磨至-0.076mm占70%时，入磨粒度为2-0mm和6-0mm的相对可磨度系数分别为1.16和1.27，说明安徽龙桥铁矿矿样经高压辊磨后磨矿效率显著提高；4、磨矿功指数试验由球磨功指数测定可知，安徽省龙桥铁矿干抛原矿200目球磨功指数为15.22kWh/t，干抛原矿经辊磨后200目球磨功指数为12.02 kWh/t，高压辊磨后矿样200目球磨功指数比原矿降低3.2 kWh/t，降低能耗约26.6%；未干抛原矿200目球磨功指数为16.3 kWh/t，未干抛原矿经辊磨后200目球磨功指数为14.67 kWh/t，高压辊磨后矿样200目球磨功指数比原矿降低1.63 kWh/t，降低能耗约11.1%。2.4.1.2 成都利君高压辊磨试验矿样由安徽龙桥矿业有限公司负责取样，共取矿样500kg，通过一台CLM25/10高压辊磨机进行辊磨试验，通过对前期项目高压辊磨机试验的分析，设定高压辊磨机的主要工作参数：（1）边料及中料比例：= 3：7；（2）工作压力：预加压力P1= 13.5 MPa;工作压力P2 = 14.5 MPa；（3）辊压机转速：每分钟10转；（4）双进料装置开度：全开。试验共进行了开路试验、5mm闭路试验和3mm闭路试验，试验结果如下。1、高压辊磨机一次开路试验安徽龙桥矿业有限公司送来的铁矿石矿样经成都利君CLM25/10高压辊磨机一次开路辊压后粒度筛分结果见表2-4。表2-4 一次开路辊压粒度筛分结果表粒级（mm）高压辊磨产品+5.0（mm）-5.0+4.0（mm）-4.0+3.2（mm）-3.2+2.0（mm）-2.0+0.9（mm）-0.9+0.425（mm）-0.425+0.2（mm）-0.2mm+140目-140 +200（目）-0.074（mm）各粒级百分含量（%）中间料2.743.0412.4914.768.7920.289.789.5918.59边 料45.502.135.258.757.063.869.735.065.926.74混合料18.882.483.9610.9411.566.7415.907.798.0713.68由上表可见：安徽龙桥矿业铁矿石原矿样-5mm含量为20.14%、-3mm含量为15.12%、-1mm含量为9.23%，-200目含量为2.34%，在正常工作压力下一次开路辊压产品粒度分布为：-5mm含量为82.39%，-3mm含量为76.36%，-1mm含量为61.66%，-200目含量为13.97%，产品粒度细、产品粒度分布更均匀。2 、高压辊磨机5mm闭路实验 安徽龙桥铁矿矿样高压辊磨机5mm闭路试验产品粒度筛析结果见表2-5。表2-5 高压辊磨机5mm闭路试验产品粒度筛析结果表+5mm闭路第一次第二次第三次+3.2mm0.96%0.75%1.97%1.40%3.10%2.17%-3.2mm +2mm7.29%5.69%9.58%6.82%11.74%8.20%-2mm +20目14.70%11.47%14.66%10.43%13.61%9.51%-20目+40目7.73%6.03%8.11%5.77%7.42%5.18%-40目+80目19.99%15.59%19.97%14.21%18.40%12.85%-80目+140目11.42%8.91%10.52%7.49%10.00%6.99%-140目+200目15.20%11.86%12.10%8.61%12.89%9.00%-200目22.67%17.68%23.07%16.42%22.83%15.95%合计：99.96%77.98%99.98%71.15%99.99%69.85%-5mm占78%-5mm占71.18%-5mm占69.86%+5mm占22%+5mm占28.82%+5mm占30.14%采用高压辊磨机与直线振动筛形成闭路循环粉磨工艺，采用5mm的筛孔，其循环量为30.14%；3、高压辊磨机3mm闭路实验安徽龙桥铁矿矿样高压辊磨机3mm闭路试验产品粒度筛析结果见表2-6。表2-6 高压辊磨机3mm闭路试验产品粒度筛析结果表+3mm闭路第一次第二次第三次+2mm8.53%5.68%10.16%6.10%9.38%5.68%-2mm +20目13.82%9.20%14.35%8.62%13.97%8.45%-20目+40目7.72%5.14%7.54%4.53%7.74%4.68%-40目+80目20.16%13.42%18.91%11.36%19.94%12.07%-80目+140目10.75%7.16%10.45%6.28%10.59%6.41%-140目+200目12.44%8.29%11.70%7.03%12.49%7.56%-200目26.57%17.70%26.90%16.15%25.86%15.65%合计：99.99%66.59%100.01%60.07%99.97%60.50%-3mm占66.60%-3mm占60.05%-3mm占60.52%+3mm占33.40%+3mm占39.95%+3mm占39.48%采用高压辊磨机与直线振动筛形成闭路循环粉磨工艺，采用3mm的筛孔，其循环量为39.48%。2.4.1.3 马鞍山矿冶研究院辊压产品选矿试验本次试验共三种样品，分别为辊压后原矿（取自中碎排矿并进行辊压）、辊压前样品（取自中碎排矿）和现生产入球磨样品（取自中碎预选后细碎的排矿）。共进行了磨矿特性试验、辊压后原矿预选抛废试验、辊压后原矿铁矿物选别试验、辊压后矿石硫铜矿物选别试验及产品考察。1、磨矿特性试验（1）可磨度试验K55%、K85%表示两种原矿样品均磨至新生成0.076mm 55%、85%时，辊压前样品和原矿与现生产入球磨样品磨矿时间的比值。测定结果表明：辊压前样品略比现生产入球磨样品难磨，辊压后原矿比现生产入球磨样品易磨。（2）磨矿功指数试验本次试验对龙桥铁矿的三种样品分别进行了100目和200目的球磨功指数测定和相对可磨度的研究。表2-7 球磨功指数测定结果表矿样名称网目单位功指数辊压前样品100（0.154mm）kWh/st11.39kWh/t12.55200（0.076mm）kWh/st13.46kWh/t14.84现生产入球磨样品100（0.154mm）kWh/st11.23kWh/t12.38200（0.076mm）kWh/st13.05kWh/t14.38辊压后的原矿100（0.154mm）kWh/st9.57kWh/t10.55200（0.076mm）kWh/st10.71kWh/t11.81球磨功指数测定结果表明：辊压后原矿100目和200目的球磨功指数最小，而辊压前样品和现生产入球磨样品所测球磨功指数接近，说明三种样品中辊压后原矿最好磨。2、预选抛废试验（1）采用四种不同磁场强度的磁选设备对辊压后原矿进行湿式磁选抛废，当给矿粒度为60mm（全粒级）和60.5mm（分粒级）时，抛出的尾矿磁性铁品位均小于1%，抛废后粗精矿中的磁性铁回收率大于98%，但伴生矿物硫铜在尾矿中损失较多。（2）用磁场强度318.31 kA/m的中磁机对辊压后原矿进行全粒级（60mm）湿式磁选抛废时，抛出的尾矿中硫、铜品位分别为6.03%和0.213%，粗精矿中的硫铜回收率为42.43%和49.89%。而对60.5mm粗粒级产品抛废时，抛出的尾矿中硫、铜品位分别为4.91%和0.152%，粗精矿中的硫铜作业回收率为54.41%和64.00%，说明粗粒级抛废对于硫、铜的回收效果好于全粒级抛废。3、辊压后原矿选别试验（1）对辊压后原矿选铁部分共进行了3个流程的选别试验，分别为原矿分级（0.5mm）细粒级预选阶段磨矿弱磁选流程、原矿阶段磨矿弱磁选流程和原矿全粒级预选抛废阶段磨矿弱磁选流程试验，三个流程所获选别指标接近，均获得了铁精矿品位68%左右、回收率80%左右的选别指标。（2）原矿分级（0.5mm）细粒级预选阶段磨矿（一段-0.076mm 55%、二段-0.076mm 85%）弱磁选流程可获产率45.36%、铁品位68.01%、硫品位为0.091%、铁回收率为79.20%的铁精矿。原矿阶段磨矿（一段-0.076mm 55%、二段-0.076mm 85%）弱磁选流程可获产率45.29%、铁品位68.29%、硫品位为0.110%、铁回收率为79.47%的铁精矿。原矿全粒级预选阶段磨矿（一段-0.076mm 55%、二段-0.076mm 85%）弱磁选流程可获产率46.16%、铁品位67.76%、硫品位为0.102%、铁回收率为80.04%的铁精矿。4、辊压后矿石硫铜矿物选别试验辊压后原矿采用分级、细粒预选、磨矿选别和直接磨选工艺流程进行选别，所获选别指标接近，差异在于前者在磨矿前增加了筛分和细粒预选作业。辊压后原矿中0.50粒级新生成量较多，分级后有33.62%的矿量不进入一段磨矿，在保持原有一段磨矿系统不变的前题下，可有利于提高选厂原矿处理能力。2.4.1.3 马鞍山矿山研究院分粒级预选试验试验样品由安徽省庐江龙桥矿业有限公司负责采取，原矿铁品位为37.35%、磁性铁品位为30.25%、铜品位0.073%、硫品位2.05%。试验将样品分别破碎到12-0mm、5-0mm和3-0mm，对12-0mm粒级矿石分别进行干式及湿式抛尾试验；5-0mm和3-0mm粒级矿石进行湿式抛尾试验。试验结果见表2-8、2-9。表2-8 不同粒度的原矿预选抛废试验结果（%）试验方案产品名称产率铁品位磁性铁品位铁回收率磁性铁回收率120原矿干式磁选预选抛废流程（图1）精矿87.0641.0433.8295.3999.11尾矿12.9413.342.054.610.89原矿100.0037.4629.71100.00100.00120原矿湿式磁选预选抛废流程（图2）精矿74.1145.8540.4190.6598.05尾矿25.8913.542.309.351.95原矿100.0037.4830.54100.00100.0050原矿湿式磁选预选抛废流程（图3）精矿72.1647.2241.9490.9099.59尾矿27.8412.250.459.100.41原矿100.0037.4830.39100.00100.0030原矿湿式磁选预选抛废流程（图4）精矿69.1548.6743.1089.9099.63尾矿30.8512.250.3610.100.37原矿100.0037.4329.91100.00100.00表2-9 不同粒度的原矿预选抛废试验结果（%）试验方案产品名称产率铜品位硫品位铜回收率硫回收率120原矿干式磁选预选抛废流程（图1）精矿87.060.0692.0088.0585.13尾矿12.940.0632.3511.9514.87原矿100.000.0682.045100.00100.00120原矿湿式磁选预选抛废流程（图2）精矿74.110.0761.7168.5165.66尾矿25.890.1002.56 31.49 34.34 原矿100.00 0.082 1.930 100.00 100.00 50原矿湿式磁选预选抛废流程（图3）精矿72.160.058 1.51 57.75 51.54 尾矿27.840.1103.68 42.25 48.46 原矿100.00 0.072 2.114 100.00 100.00 30原矿湿式磁选预选抛废流程（图4）精矿69.150.052 1.46 49.27 47.07 尾矿30.850.120 3.68 50.73 52.93 原矿100.00 0.073 2.145 100.00 100.00 试验结论（1）对120原矿、50原矿和30原矿三种粒度的样品，采用磁选方法进行预选抛废，可抛出产率12.94%30.85%、铁品位12.25%13.54%的尾矿，尾矿中磁性铁损失0.37%1.95%，粗精矿品位提高到41.04%48.67%，磁性铁回收率大于98%。（2）不同给矿粒度样品进行预选抛废时，给矿粒度越小，所获粗精矿磁性铁品位和磁性铁回收率越高，伴生元素铜、硫损失越多。当原矿给矿粒度降至30mm时，粗精矿铜、硫回收率仅为49.27%和47.07%。（3）120mm原矿，经干式和湿式磁选预选抛废后，湿式磁选抛出的产率比干式磁选多12.95个百分点，粗精矿铁品位高4.81个百分点，尾矿中磁性铁品位接近，从选铁的角度来看，湿式磁选预选抛废效果明显好于干式磁选。（4）对不同粒度入选的尾矿进行粒级筛析时发现，细粒级的铜、硫品位比粗粒级高，说明铜、硫易在尾矿的细粒级中富集。（5）龙桥铁矿为铁、铜、硫共生矿体，不同粒度的预选抛废有利于提高铁矿物的入选品位，同时也损失了部分铜、硫矿物，因此是否采用预选工艺来处理龙桥铁矿石，需进行详细的技术论证。2.4.1.4 试验中存在的问题1、辊磨、磨矿功指数及干选试验分别由几家单位共同承担，而且没有针对推荐流程的球磨功指数或相对可磨度试验；2、分粒级预选试验中5-0mm及3-0mm粒级试验样，为原矿经破碎筛分制得，与设计工艺中高压辊磨产品粒级组成存在较大差异，试验结果仅能作为参考。2.4.2 矿山扩建建设的前期工作2005年初，由山东黄金集团烟台设计研究工程有限公司完成100万t/a选厂施工图设计，现已达产；2007年12月，由中国恩菲工程技术有限公司完成龙桥铁矿300万t/a技术改造工程初步设计；2009年9月，由哈尔滨黄金设计研究院完成龙桥铁矿采选300万t/a扩建工程主厂房施工图设计，目前主厂房建设部分完成；2010年3月，由哈尔滨黄金设计研究院完成龙桥铁矿磨矿一系列改造工程施工图设计，目前已经投产运行；2011年1月，由黑龙江冶金研究设计院完成龙桥铁矿采选300万t/a扩建工程可行性研究报告；2.5 供矿条件本次龙桥铁矿300万t/a技术改造项目中，采矿向选矿厂提供原矿条件如下：龙桥铁矿是以磁铁矿为主体含有铜、硫等的多种金属混合矿床。生产规模为300万t/a，选矿厂粗碎设在井下，产品粒度为2400mm。矿石硬度f=7，围岩硬度f=11-13，矿石密度3.98t/m3,围岩密度2.7t/m3，松散系数 1.6,采出矿石含水量在2%左右。采矿给井下粗破碎机粒度为6000mm，经美卓C140颚式破碎机粗碎后，排矿粒度2400mm。粗碎后矿石用箕斗提升到地表箕斗仓内储存，再由带式给料机给入圆锥破碎机进行中碎。2.6 设计工艺流程2.6.1 选矿厂设计规模及服务年限选矿厂建设规模为300万t/a；服务年限24.4a。2.6.2 工艺流程确定工艺方案是制约项目建设成败的重大技术方案。本方案设计根据龙桥铁矿的矿石性质和相关实验研究工作，并结合项目的实际状况、选厂建设条件、国内外选矿实践资料和碎磨技术发展趋势，经过深入分析研究，系统集成如附图（YS045-9-01-21-01）所示的选矿工艺矿浆流程图。2.6.2.1 干选流程的确定龙桥铁矿现有选矿厂干选抛废率为15%，扩建后每年干抛废石45万t，经化验分析干选废石含铜、硫品位较高。由于废石中含有可综合回收利用的铜和硫，所以尾矿干选抛废率一直在控制，并且在后续设计中也一直回避提前抛废的流程。但随着龙桥铁矿建筑材料加工厂的规划及废石做为建筑材料的热销，需对龙桥铁矿废石干抛及综合回收进行经济比较，确定最终抛尾流程。1、方案比较技术经济参数：龙桥矿石品位：TFe：32.26%，Cu：0.07%，S：1.87%；综合回收率：MFe：90%，Cu：70%，S：72%；废石中品位：Mfe：1.0%，Cu：0.11%，S：3.5%；铁精矿900元/t；硫精矿600元/t；铜精矿8000元/t；废石磨选功耗24kWh/t；电费0.65元/t；浮选药剂及钢球成本：2.5元/t;废石做为建筑材料销售价格34元/t，加工成本8元/t，而且龙桥抛尾废石可满足建筑材料需要。2、预先抛尾技术经济比较预先抛尾流程与综合回收流程技术经济比较结果见表2-10。表2-10 预先抛尾技术经济比较结果表 单位：元/t原矿序号项目预选抛尾综合回收1单位预选选别成本22单位建筑材料加工成本83单位磨选加工成本18.14单位成本1018.15建筑材料销售价格346铁精矿销售价格12.47铜精矿销售价格34.28硫精矿销售价格33.69单位销售价格3480.210综合效益2462.1说明：本比较中原矿为预选废石。3、结论通过以上比较可以看出，不考虑尾矿处置成本的基础上，综合回收效益明显优于预选抛废工艺。结合采矿方法比较结果，下一步矿山将全矿采用充填法采矿，井下充填与矿山现有的一条制砖生产线所需尾矿可消耗大量尾矿，故无需强化抛废减少尾矿量，仅需保证矿山采充平衡即可。综上所述，龙桥铁矿扩建工程设计中只在中碎后设干选工艺，不在磨前增设湿式预选工艺。该工艺即可实现矿山采充平衡，又保证有用资源综合回收利用。2.6.2.2 碎磨流程确定碎磨流程是选矿厂关键技术,不仅影响基建投资,而很大程度上决定了选矿厂生产的稳定性和生产成本。粗碎+半自磨+球磨流程、三段一闭路+球磨流程以及破碎高压辊磨球磨流程是设计中通常要考虑的三种碎磨工艺流程。本设计鉴于半自磨流程对矿石性质等比较敏感，目前尚未进行该矿石的半自磨试验；更重要的是半自磨工艺只有在整个选厂按一个系列设计时才能显出优势，而本工程考虑到选厂规模和矿山实际情况等要求，主厂房须按多个系列考虑，故方案设计将不考虑半自磨工艺。根据以上情况现就三段一闭路碎矿及高压辊磨流程两种方案进行技术经济比较，比较结果见表2-11、2-12。表2-11 碎磨方案可比部分比较结果表可比项目方案一（常规破碎流程）方案二（高压辊磨流程）碎矿流程三段一闭路破碎高压辊磨磨矿流程两段闭路磨矿两段闭路磨矿中细碎、筛分作业主要工艺设备HP500圆锥破碎机1台 400kWHP400圆锥破碎机2台 315kW2YAH2460圆振筛2台30kW2ZXF2461/5香蕉筛4台45kWHP500圆锥破碎机1台400kWGP200圆锥破碎机1台 110kWCLM200-100高压辊磨1台 1000kW