金属矿选矿厂设计概要

金属矿选矿厂设计概要,参考书目1周忠尚主编选矿厂设计冶金工业出版社2周龙廷主编选矿厂设计中南工业大学出版社3冯守本主编选矿厂设计冶金工业出版社4黄丹主编现代选矿手册之选矿厂设计冶金工业出版社5选矿设计手册编委会选矿设计手册冶金工业出版社,1常见的选别流程2流程计算3金属矿选矿厂设计范例,目录,1工艺流程及工艺设备选择,1.1设计规模选矿厂的规模一般用选矿厂单位时间内所处理的原矿量来表示，即万t/a或t/d。1.2工作制度选矿厂一般采用连续工作制，即全年365天生产（包含设备修理），每天三班工作，每班8h。,主要车间工作制度及设备作业率,1.3选别工艺流程的设计选别流程的设计，是整个选矿厂设计的关键部分，设计的成功与否，关系到能否选出合格的精矿产品，能否为企业带来最大的经济效益。,1.3.1选别工艺流程设计的依据,(1)可选性试验提供的推荐选别流程（主要依据）。(2)参考同类型矿石的矿山开采和选矿厂生产实践来制定设计流程。(3)设计制定选别流程，需要经过必要的、综合的技术经济比较后确定。,1.3.2制定选别工艺流程的影响因素,由于矿石类型、矿石中有用矿物的嵌布特性、矿石中有价成分的含量及其它物理化学性质的差别，所以每个选别流程均由不同的选别方法、选别段数和选别循环数构成。在流程结构上存在着精选、扫选次数和中矿处理等问题的差异。,影响选别流程制定的因素,矿石（床）类型及性质；产品方案及产品质量指标,尽可能考虑综合回收；预先富集；节约能耗;选矿厂的规模；气候和经济技术条件；环保规定等,1.3.3设计选别流程的基本原则,（a）先进、可靠、高效和低能耗；（b）优先考虑采用阶段磨矿阶段选别流程；（c）综合回收；（d）符合环境保护的规定。,1.4常见的选别流程破碎、磨矿准备作业；铜、铅、锌等有色金属分选以浮选为主；铁矿等黑色金属分选以磁选为主，但近几年来浮选提质也成为重要手段；钨、锡等以重选为主。,1.5碎磨矿流程选择,思考：为什么碎磨矿作业在金属矿选矿厂中是必不可少的？与选煤厂的差别？,碎矿和磨矿的基本任务是为选别准备好解离充分但过粉矿轻的入选物料。,单元破碎流程,磨矿流程,第一段开路两段磨矿流程,两段闭路磨矿流程,自磨、半自磨流程,无齿轮传动自磨机,优势：降低基建投资及生产费用提高劳动生产率,主要流程结构：SAB、SABC、ABC,Sino铁矿碎磨流程采用6台40*36AG，处理量8400万t/d，年产铁精矿2400万t/d。,袁家村铁矿半自磨-球磨流程,高压辊式破碎的开发及应用,澳大利亚Boddington金矿高压辊磨,成都利君高压辊磨,秘鲁某铜钼矿高压辊磨流程,凹山铁矿高压辊磨流程,1.6浮选流程的选择,应用条件：浮选法是国内外应用最广泛的选矿方法。有色与贵金属金属矿石；非金属矿石；黑色金属矿石矿石；煤泥分选。,浮选流程的主要区别选别段数选别循环各选别段的精选、扫选次数中矿返回地点浮选原则流程的重要特征选别段数选别循环浮选流程的内部结构精选次数扫选次数中矿返回地点,1.6.1单金属矿石浮选原则流程,（1）分类：一段浮选原则流程；两段浮选原则流程；三段浮选原则流程。（2）单金属矿石浮选原则流程，主要取决于有用矿物嵌布粒度特性及泥化特性。（3）设计流程应遵循的原则：根据矿物粒度特性，尽可能使有用矿物或连生体以粗精矿或中矿产出，然后再磨再选。,a.一段浮选流程,应用条件（1）粗粒嵌布矿石；不易泥化的细粒均匀嵌布矿石。（2）流程中磨矿粒度范围较宽，为0.1-0.3mm。（3）为了减轻矿石一次通过磨机产生的过粉碎现象，可在浮选循环中产出部分未单体分离的连生体作为中矿，返回再磨再选。,a.一段浮选流程,（4）当遇到处理含有大量原生矿泥和可溶性盐类时，对浮选过程会有不良的影响，此时可将矿泥分离出来，进行泥、砂分别处理。,b.两段浮选流程,应用条件：（1）不均匀嵌布的矿石；（2）集合体嵌布矿石。,粗精矿再磨的两段浮选流程,特点第一段浮选得出最终尾矿、粗精矿和中矿，粗精矿和中矿分别再磨再选，分别得出精矿和尾矿。这种流程能得到较高的分选指标。,富尾矿再磨的两段浮选流程,应用条件：处理不均匀嵌布矿石。粗磨时先将已经单体解离的有用矿物作为最终精矿，富尾矿再磨再选。,中矿再磨再选流程,当粗磨即可得到部分最终精矿和部分废弃尾矿时，采用所示的中矿再磨再选流程。,c.三段浮选流程,由于流程固有的复杂性，不易操作管理，故应用较少。应用条件：当矿石的嵌布特性十分复杂时，在第二段选别后仍有一部分致密共生的有用矿物未单体解离，为回收这部分有价成分，需要将其再磨再选。,三段浮选流程,第一段选出合格精矿1，富尾矿再磨再选得合格精矿2及尾矿1，中矿再磨再选得合格精矿3和尾矿2的流程。,三段浮选流程,第一段选出合格精矿1，富尾矿再磨再选得合格精矿2，尾矿再磨再选得合格精矿3和最终尾矿的流程。,1.6.2多金属矿石浮选原则流程,选别含有两种以上有用矿物的矿石时，矿物嵌布粒度特性对流程的影响与单金属相同。但由于各有用矿物的可浮性、含量不同，因此在浮选循环上有所区别。分类：优先浮选；混合浮选后分离浮选；优先、混合浮选兼有的流程。,直接优先浮选,混合+分离浮选,先经混合浮选得混合粗精矿和尾矿1，混合粗精矿再磨后分离流程。,优先、混合浮选兼有,先经两次混合浮选得两部分粗精矿和尾矿1，混合粗精矿再磨后分离流程。,优先浮选和混合浮选的特点,（1）混合浮选磨矿细度比直接优先浮选粗，可以先分选出大部分废弃脉石矿物，少数混合精矿进入下段磨矿与浮选，可节省磨矿、浮选设备和磨矿费用，设备和基建投资。（2）混合浮选比直接优先浮选节省药剂。（3）优先浮选生产操作容易，精矿品位容易保证。,多金属矿石浮选原则流程的应用条件,（1）当浮选主要由Cu、Pb、Zn、Fe的硫化物组成、含大量有色金属硫化矿（硫化矿物总含量75-90%、有色金属硫化物含量6-15%、脉石含量小于20%）时，可直接用优先浮选流程。如尾矿为化工原料黄铁矿时，则更为合适。（2）当浮选含少量有色金属的高硫硫化矿时，可用混合浮选后分离的流程。（3）当浮选含大量有色金属浸染状多金属矿时，若矿石中所含有用矿物呈粗粒嵌布，可用直接优先浮选流程；若呈细粒嵌布，则以混合浮选后分离浮选流程为宜。（4）当浮选含有少量有色金属的浸染状矿石（有色金属总含量一般不大于3-4%）时，宜用混合浮选后分离浮选流程。,浮选流程中的选别阶段和选别循环中的内部结构,浮选作业的原则流程决定了选别阶段和选别循环数。考虑各选别阶段和选别循环内部的结构，即确定精扫选次数和中矿返回地点。,选别循环中的作业数和顺序,影响因素：有用矿物含量、精矿质量要求、有用矿物和脉石的浮选性质等。（1）矿石中有用矿物含量高、对精矿质量要求不高时，为提高精矿回收率，可采用粗选得最终精矿、一次或多次扫选流程。（2）矿石中有用矿物可浮性差、对精矿质量要求不高时，同样可采用无精选而增加扫选次数的浮选流程。（3）矿石中有用矿物含量低、对精矿质量要求高时，则多趋于增加精选次数，有时达到7-8次精选，如辉钼矿浮选。（4）经常遇到的是介于其间的情况，则同时需要增加精选和扫选的次数，以保证精矿质量和提高回收率。,中矿返回地点确定,影响因素:精矿质量要求、矿石的可浮性、中矿中连生体的性质及数量、中矿产率和浓度等。（1）对精矿质量要求高，有用矿物可浮性好，且为保证精矿质量可损失一些回收率时，所有中矿可集中返回粗选和更前的作业。（2）对精矿质量要求不高，矿物可浮性差，回收率要求高时，中矿可顺序返回前一作业。这在实践中是最常用的方式。不仅保证较高的回收率，且使浮选机易于配置和操作管理。（3）中矿返回地点的选择，可以参照矿石的品位，使之返回到与之相近的作业。（4）如中矿中含有大量的浮选药剂、矿泥以及积集了不少难选矿物、部分氧化矿连生体等，将其返回粗选作业或顺序返回时，会破环工艺流程，降低回收率。此时最好采用单独的回路来处理。,典型铜矿选矿厂工艺流程（铜录山选矿厂）,铅锌分离工艺流程,工艺流程,金川铜镍矿分选设备联系图,1.7磁选流程的选择,应用条件：黑色金属；有色金属；稀有金属矿物；其他工业原料。多数情况下，与其他分选方法联合分离各种矿物，单独的磁选流程主要用来处理磁铁矿和焙烧磁铁矿。,1.7.1磁选流程的分类和影响因素,分类：一段磁选流程；二段磁选流程；三段磁选流程。,影响因素：磁选原则流程的选择主要取决于磁铁矿的嵌布粒度。选择原则与浮选流程相同。,应用条件小型选矿厂；所处理矿石性质单一；嵌布粒度较粗，易选。优点建厂时间短；投资低；投产快。缺点选别效果不一定最佳。,1.7.2常用磁选流程,一段磨矿一段磁选流程,阶段磨矿阶段磁选流程,阶段磨选是单一磁铁矿常用流程，目前已扩大应用到磁-赤铁矿矿石的选别。流程特点：矿石经第一段磨矿后，已有绝大部分脉石碎散解离，在第一段磁选即可抛弃这部分脉石，从而显著地减少磨机的处理量及其磨矿费用。因而阶段磨选流程得到普遍推广，我国多数的磁选厂采用了这种流程。一般情况下，这种流程可以得到精矿品位大于60%、回收率为80%左右的选别效果。,阶段磨选+细筛流程,细筛技术经过多年的试验和研究，已在铁矿石选别工艺中得到广泛的应用。阶段磨选加细筛流程是我国现在采用较普遍的流程。采用阶段磨选+细筛流程可使铁精矿的品位提高到65%，甚至达到68%，这是无细筛作业的阶段磨选流程所不及的。,阶段磨选+细筛流程(弓长岭),弱磁-强磁选别流程,当矿石中含有强磁性和弱磁性矿物时，可以采用这种流程。,鞍钢调军台选厂连续磨矿磁浮工艺流程,东鞍山烧结厂工艺流程,1.8重选流程,应用有色金属贵金属黑色金属稀有金属,一般特点多种设备组合分粒级分选泥、砂分别处理,重选流程结构,影响结构组成的因素矿石的产出状态物料粒度连生体情况,影响流程内部粗、精、扫选作业次数的因素入选矿石品位产物质量要求,粗选重选流程（1）,黑钨矿重选通用流程,粗选重选流程（2）,1.9联合流程,回收矿石中的有用矿物采用单一选别方法不能解决时，根据矿石组分的物理和化学性质，通过试验找出可应用的选矿联合流程。几乎各类矿石都有采用联合流程的选矿厂。,车河选矿厂原则流程,某锡石硫化矿分选原则流程,柿竹园法选矿工艺流程图,1常见的选别流程2流程计算3金属矿选矿厂设计范例,2选别流程的计算,计算目的：（1）求出流程中各选别产物的数量指标和质量指标。（2）为选别设备的选择计算提供基础数据。数量指标：各产物的矿量qn、产率n、按原矿计的有价成分的回收率n、有价成分的金属量pn以及作业回收率n等。质量指标：各产物的品位n、富矿比i以及选矿比k。数量指标与质量指标的函数关系：n=Pn/qn=1n/n,2.1数质量流程及应用,数质量流程标注有包括数量指标和质量指标的全部产物特性的选别流程。简称数质量流程。数质量流程图的应用（1）设备选择的依据（产物重量）；（2）评价或取舍某一作业的重要判据（品位和回收率）。,选别流程计算的前提条件,一般的选矿工艺流程，都属于机械选矿的范畴，矿石经过选别作业后，假定只发生机械富集过程，不发生化学反应和变化。不考虑选矿过程中的机械损失和其它流失等，即进入各作业的物料量或物料中所含某种成分的金属量与从该作业排出的物料量或金属量是相等的。,选别流程计算方法,平衡方程式：运用足够的已知原始指标，代入平衡方程式，通过一般数学方法，求出未知的工艺指标。,流程计算指标确定的原则,任何一个工艺流程，都必须知道一定数量的原始指标，才能进行流程的全部指标计算。这些已知指标的数目，一般称之为必需的原始指标总数。所谓“必需”包含两层意思：一是必要的，二是充分的。即原始指标不能多也不能少。因此，流程计算前，首先确定必要而充分的原始指标数十分重要。流程计算与数学计算不同。,流程计算原始指标数,流程计算所用的必要而充分的原始指标数Np可用下式计算：Np=C（np-ap）式中：C计算成分，若流程只按各产物重量计算（如碎磨流程），则C=1；若流程既按各产物重量计算，又按产物中所含某一种有用成分（单金属）计算，则C=2；若流程既按各产物重量计算，又按产物中所含几种有用成分（多金属）计算，则C=1+e；e有用成分数；np流程中的选别产物数；ap流程中的选别作业数。即：已知原矿指标时，计算流程必要而充分的原始指标数等于计算成分乘以流程中的选别产物数减去选别作业数之差。,原始指标的确定原则,所选取的原始指标应该是生产过程中最稳定、影响最大且必须控制的指标。对于同一产物，不能同时选取产率、品位和回收率作为原始指标。对于同一产物，不能同时选取产率和回收率，而应该是产率和品位，或者是回收率和品位。尽量选取品位作为原始指标,原始指标的确定原则,在确定原始指标数值时，应以选矿试验报告为主要依据，同时参考矿石性质类似的选矿厂的生产资料。当设计流程与试验推荐的流程不完全一致时，新增加中间作业的产物指标数值可参考类似选矿厂相同作业的富矿比和作业回收率来确定。正常条件下，生产指标应低于试验指标。,2.2单金属矿选别流程计算,单金属矿石的选别流程计算，可根据产物的多少，分为以下几种典型结构。,（1）两种选别产物流程的计算,Np=C（np-ap）=2（2-1）=2已知2、3：,（2）两种选别产物流程的计算,Np=C（np-ap）=2（2-1）=2已知2、2,（3）三种选别产物的流程计算,Np=C（np-ap）=2（3-1）=4已知2、3、4、3,（4）四种选别产物的流程计算,Np=C（np-ap）=2（4-1）=6已知2、3、2、3、4和5,一个单金属矿石的选别流程，往往是由许多作业组成，故在计算过程中不仅每个作业可以列出平衡方程式（组），而且可以将许多作业联在一起视为一个大作业。,(5)多作业联合流程计算方法,（6）单金属矿流程计算实例,计算原始指标总数：Np=C(np-ap)=2(12-6)=12N=0；N=1；N=113=31.0g/t；4=1.18g/t；6=49.0g/t；7=3.5g/t；8=52.0g/t；9=27.0g/t;11=3.0g/t；13=0.6g/t；15=1.5g/t；16=0.45g/t；17=1.1g/t；8=93.0%;此外，q1=200t/h;1=4.5g/t。,计算各产物产率；计算各产物回收率；计算未知产物的品位；计算各产物的矿量；绘制数质量流程图。,流程计算数质量流程图,2.3多金属矿石选别流程计算,两种金属：计算流程所必需的原始指标总数为Np=C（np-ap）=3（3-1）=6,三种金属：计算流程所必需的原始指标总数为Np=C（np-ap）=4（4-1）=12,流程计算几点说明,（1）对直接优先浮选流程，首先按多金属平衡方程式根据最终产物的品位求出最终产物的产率和回收率，然后分别对每一选别循环进行计算。各选别循环中按照所选的主要成分进行计算。此时，原始指标的选择与单金属矿石选别流程计算相同。在主要成分的各指标计算出来后，再计算该循环中非主要成分的回收率及未知品位。,（2）为了简化计算过程，在实际工作中常常是仅对每一循环的最初和最终产物按照全部有价成分进行计算，各中间产物只计算选别成分的指标。,（3）对于混合浮选流程的计算，当试验矿石与设计矿石一致时，计算方法与单金属相同，不过只是有价成分的计算项较多而已。如果试验矿石与设计矿石不一致时，则确定混合精矿中各成分的含量数值可能有巨大的误差。为了减少误差，应采用混合精矿中各有价成分含量的总和和各有价成分回收率计算混合精矿产率，而不按单一有价成分的品位计算。因为混合浮选时，混合精矿中的脉石含量常常是一致的，因而有用矿物的总含量也是比较稳定的，即按下式计算各作业精矿的产率：=（11+22+33+mm）/,2.4流程计算总结,原始指标总数的计算原始指标的分配原则和分配方案流程计算的步骤：（1）首先从原、精、尾开始，通过物料平衡关系，先算出流程或某一循环的最终精矿和最终尾矿的产率，然后分别计算其精选作业和扫选作业，即精选作业从下至上计算到粗选作业的精矿止，扫选作业从下至上计算到粗选作业的尾矿止。（2）多金属矿选别流程计算，在不用计算机的情况下，一般按主成分计算。（3）计算任何一个选别作业的产率，一般按联立方程计算精矿产率，而尾矿产率是通过减法求得。产物重量、回收率也是如此。（4）混合产物的产率要进行校核，验算计算无误。,2.5矿浆流程的计算,2.5.1矿浆流程计算的目的、原则矿浆流程计算的目的保证流程中各作业适宜的液固比，确定各作业、各产物的水量、补加水量、返回水量、脱除水量、矿浆体积及单位耗水量，为设计和选择选别、供水、脱水、排水设备或设施提供依据。,矿浆流程计算的原则是根据水量平衡的原理，即进入作业的水量之和等于该作业排出的水量之和；以及进入该作业的矿浆量（体积）之和等于该作业排出的矿浆量（体积）之和。在计算过程中通常对机械损失或小量流失忽略不计。,原始指标选取的原则应选择在操作过程中最稳定和必须加以控制的指标。(1)最适宜的作业浓度和产物浓度。一段磨矿：75-80%；二段磨矿：65-70%;浮选粗选：30-40%;浮选精选：10-25%，C1C2C3分级机溢流产品浓度(2)含水量稳定的产物浓度。分级机返砂浓度、浮选泡沫产品浓度（对于精选而言，一般金属矿的浮选中，随着精选次数的增加，泡沫产品的浓度应适当增加）、重、磁作业产品浓度(3)生产过程中各作业的补加水量。,指标来源流程分析；选矿试验资料；类似选矿厂生产实践；统计数据,参考统计数据,对统计数据使用的几点说明,密度大的矿石浓度也大；块状和粒度粗的矿石比粉状矿石的浓度大；品位高易浮选矿石的泡沫产品浓度比难浮贫矿石的泡沫产品浓度高；跳汰和水力分级作