第四章 主要工艺设备的选择和计算.ppt

4.主要工艺设备的选择和计算,主要工艺设备,选矿厂的主要工艺设备是指用于直接加工矿石的设备，包括破碎、筛分、磨矿、分级、选别、脱水以及焙烧设备等。,工艺设备选择和计算的任务,满足选矿工艺过程需要的条件下，经过技术经济比较，正确选择设备的类型、规格和台数。,4.1工艺设备选择与计算的原则,4.1.1工艺设备选择与计算的依据选矿厂的建设规模、工作制度。所处理矿石的物理化学性质和用户对产品数、质量的要求以及产品的经济价值。设计的工艺流程图（包括数质量流程图和矿浆流程图）。设备计算参数的试验资料及类似选矿厂的生产指标。所建选矿厂的机械装备水平与自控水平及设备作业率。定型设备的产品样本，新设备的鉴定资料。,4.1.2工艺设备选择与计算的原则,满足选矿厂建设规模、所处理矿石的物理化学性质、用户对产品质量的要求。技术经济比较，择优录用。工作可靠、操作方便、维修方便、耗电少、生产费用低、容易解决备品备件。上下工序所选用的设备负荷率应当均衡。尽量选用大型设备。整机备用。当设备串联布置时，下段设备的生产能力不应小于上段。选矿厂主厂房磨矿系列数一般不应大于6。设备生产能力一般按公式计算或按设备样品数值选取，有条件时按所处理矿石的性质和工艺条件类似的选矿厂的实际生产数据确定或校核，并留有适当余地。,选矿设备生产能力计算方法,按理论公式计算生产能力；按经验公式计算生产能力；按综合公式计算生产能力；按单位负荷计算生产能力；按单位能耗计算生产能力；按矿石在设备中的停留时间计算生产能力；按产品目录确定生产能力。,4.2破碎设备4.2.1破碎设备的选择,破碎设备的选择和规格确定，取决于：矿石的物理性质（硬度、密度、粘性、含粘土量、水分、给矿中的最大粒度等）；处理量；破碎产品粒度；设备配置。,所选用的破碎设备必须满足的要求：破碎产品粒度；设计处理量；适应最大矿块粗碎机给矿中最大矿块一般不大于破碎机给矿口宽度的0.80.85倍；中细碎破碎机不大于0.850.9倍。,4.2.1.1粗碎设备的选择,金属矿山选矿厂的粗碎机，一般采用颚式破碎机或旋回破碎机；在某些非金属矿或水泥等工业中，当处理中等硬度或较软矿石时，也可以采用反击式破碎机。,技术经济比较项目：设备安装功率；设备重量；基建投资；生产经营管理费；设备配置情况；工艺操作有缺点。,颚式破碎机,优点：构造简单、重量轻、价格比较低廉，便于维修和运输，外形高度小，需要厂房高差小；工艺方面工作可靠，调节排矿口方便，破碎潮湿矿石及含粘土较多的矿石时不易堵塞。应用范围较广，大、中、小型选矿厂都可以选用。缺点：衬板易磨损，处理量比旋回破碎机低，破碎产品粒度不均匀，过大块多，要求给矿均匀，需要设置给矿设备。目前国内制造及生产使用的颚式破碎机最大规格为15002100mm；国外在金属矿山使用的最大规格颚式破碎机有：瑞典21002100mm；美国20003000mm；前苏联：21002500mm。,旋回破碎机,旋回破碎机是一种破碎能力较高的设备，主要用于大、中型选矿厂破碎各种硬度的矿石。优点：电耗少，能连续破碎矿石，处理量大，在同样给矿口与排矿口条件下，旋回破碎机处理量为颚式破碎机的2.53倍；破碎腔内衬板磨损均匀；破碎产品中过大块少，粒度均匀；当给矿条件比较合适时，可以“挤满给矿”，不需要给矿设备。缺点：设备构造复杂，机身重，要求有坚固的基础；机身高，增加了厂方的高度。目前，国内制造的旋回破碎机最大规格为1400/220mm；国外最大规格由前苏联的2000mm、美国和德国的2130mm、英国及加拿大的1830mm、日本的1520mm等。,4.2.1.2中、细碎设备的选择,破碎硬矿石和中硬矿石的中、细碎设备，一般选用圆锥破碎机：中碎设备一般选用标准圆锥破碎机；细碎设备选用短头圆锥破碎机；处理特硬矿石，可采用超重型圆锥破碎机；中小型选矿厂采用两段破碎时，第二段可选用中型圆锥破碎机；破碎易碎性物料时，可采用对辊破碎机、反击式破碎机或锤式破碎机。,圆锥破碎机,优点：破碎力大；重量轻；外形尺寸小；价格便宜；生产处理量大；破碎比大；容易实现过铁保护和排矿口自动调节。（特别是液压圆锥破碎机）,缺点：液压系统和动锥支撑结构的制造比较复杂。,对辊破碎机,适于破碎脆性物料和避免过粉碎的物料。优点：构造简单、容易制造。缺点：滚筒易磨损、处理量低。,反击式破碎机或锤式破碎机,应用条件：易碎性物料。优点：体积小、构造简单、破碎比大、电能消耗小、处理量大、产品粒度均匀、具有选择性破碎作用。缺点：板锤和反击板容易磨损，需要经常更换，噪音大。反击式破碎机较锤式破碎机优越，在煤炭及非金属矿山的破碎作业中已广泛应用，金属矿山选矿厂应用较少。,4.2.2破碎设备处理量的计算,影响处理量的因素：被破碎物料的物理性质：可碎性、密度、解理、湿度、粒度组成等。破碎机的类型、规格及性能。工艺要求：破碎比、开路或闭路工作、给矿均匀性、产品粒度等。计算原理：经验公式；根据实际条件及类似厂矿的生产数据加以校正。,4.2.2.1颚式、旋回和圆锥破碎机处理量的计算,（1）开路破碎：计算公式：Q=k1k2k3k4Qs式中：Q设计条件下破碎机的处理量，t/h；Qs标准条件下（中硬矿石，松散密度为1.6t/m3）开路破碎时的处理量，t/h；按下式计算：Qs=q0eq0颚式、旋回破碎机、标准、中型、短头圆锥破碎机单位排矿口宽度的处理量，t/(mm.h)，查表；e破碎机排矿口宽度，mm；k1矿石硬度（可碎性）修正系数，查表；k2矿石密度修正系数，k2=/1.60/2.7；：矿石堆比重；0：矿石密度，t/m3；k3给矿粒度修正系数，查表；k4水分修正系数，查表。,（2）闭路破碎,计算公式：Qc=kcQsk1k2k3k4式中：Qc闭路破碎时破碎机的处理量，t/h;kc闭路破碎时，平均给矿粒度变细的系数，一般取1.151.4（硬矿石取小值，软矿石取大值）。其余符号同前。,4.2.3破碎机台数的计算,计算公式：n=Qd/Q式中：Qd破碎机作业的设计矿量，t/h;Q破碎机单台处理量，t/h。计算出的台数，需将小数进位取整数，即为选定的破碎机台数。,4.3筛分设备,用途：在选矿厂中，配合破碎作业进行预先筛分和检查筛分、选别作业的准备筛分；在破碎筛分厂中，用作将物料分成各种粒级产品的独立筛分；此外，还可以用于脱泥、脱水和脱介质等辅助作业。主要类型：振动筛、固定筛、滚轴筛、圆筒筛、弧形筛和细筛等。,4.3.1振动筛4.3.1.1振动筛的分类（按结构、作用原理）,4.3.1.2振动筛处理量的计算,影响振动筛处理量的主要因素：矿石粒度特性；被筛物料的形状、密度、时读其粘结情况；要求的筛分效率；有效筛分面积；筛子的工作参数；给矿的均匀性；筛面上物料层的厚度；筛分方法。,（1）振动筛处理量的计算公式,Q=AQ0sk1k2k3k4k5k6k7k8式中：Q振动筛的处理量，t/h；A筛面名义面积，m2；有效筛分面积系数：单层筛或多层筛的上层筛面=0.90.8；双层筛作单层筛使用时，下层筛面=0.70.6，作双层筛使用时，下层筛面=0.70.65，三层筛的第三层筛面=0.60.5。s物料的松散密度，t/m3；Q0单位筛分面积容积处理量，m3/(m2h)，查表k1给矿中细粒影响系数；查表k2给矿中粗粒影响系数；查表k3筛分效率系数；查表k4物料种类和颗粒形状系数；查表k5物料湿度影响系数；查表k6筛分方法影响系数；查表k7筛子运动参数系数；查表k8筛子种类和筛孔形状系数。查表,设计需要的振动筛总面积计算,计算公式：式中：At需要的振动筛总面积，m2；Qt振动筛的总给矿量，t/h。其余符号同前。计算出筛分物料所需的振动筛的总面积之后，即可根据工艺要求、矿石特性、设备配置情况等振动筛的型式、规格和台数。,（2）双层振动筛下层筛面的k1、k2、k3的确定,双层筛的选择和计算，首先要考虑的问题是满足用户或下段作业对产品质量的要求，即在筛上产品中允许筛下粒级的极限含量，也就是选好筛分效率。双层振动筛上层筛网面积的计算同单层振动筛。上层筛的筛下产物即为下层筛的给矿。,下层筛筛分效率计算,计算公式：式中：E2下层筛的筛分效率，%（1,-d2)下层筛给矿中筛下级别的含量，以小数表示。（2,-d2)下层筛筛上产品中筛下级别的允许含量，以小数表示。,下层筛给矿中大于筛孔尺寸的过大颗粒含量和小于筛孔尺寸之半的颗粒含量计算,(1,+d2)：下层筛给矿中大与筛孔尺寸的过大矿粒含量，%；(1,-d2/2)：下层筛给矿中小于筛孔尺寸之半的矿粒含量，%；-d1、-d2、-d2/2:进入上层筛给矿中小于d1、d2、d2/2的筛孔粒级含量，%；d1、d2：上层筛和下层筛的筛孔尺寸，mm。,进入下层筛按原矿计的产率计算,计算公式：=-d1E1式中：进入下层筛按原矿计的产率，%。其余符号同前。按照d2/2、和d2粒级计算的上层筛的筛分效率一般近似等于1。根据计算结果查表选取k1、k2、k3，将其代入公式求出下层筛筛网的面积。,多层筛筛面积的确定,处理量逐层计算；计算各层筛网所需要的面积；取其最大值；选定筛子的规格。,（3）双层筛作单层筛使用时，上下层筛面负荷率的分配,优点：提高筛子的处理量；保护下层筛网，延长下层筛使用期限。,下列情况不能将双层筛作单层筛使用：原矿中最终筛下粒度的含量超过50%；难筛颗粒多；矿石中含粘性泥量多；含水量高。,（3）双层筛作单层筛使用时，上下层筛面负荷率的分配,双层筛作单层筛使用时，关键问题就是上、下筛网的负荷要均匀分配，即要正确选定上、下层筛网的筛孔尺寸。上层筛筛孔尺寸应根据给矿粒度特性来确定，可按上层筛网筛下量相当于原矿给矿量的5565%时的矿石粒度尺寸作为筛孔尺寸，或使上层筛筛网和下层筛筛网的负荷率相等。,（3）双层筛作单层筛使用时，上下层筛面负荷率的分配,计算公式式中：Q01：上层筛相应筛孔尺寸的单位筛分面积的平均容积处理量，m3/(m2.h);Q02：下层筛相应筛孔尺寸的单位筛分面积的平均容积处理量，m3/(m2.h);：上层筛给矿中小于上层筛筛孔级别的含量，以小数表示。E1：同前。计算上、下层筛网的面积；若相差悬殊，则需要调整上层筛孔尺寸，直至二者接近为止。,4.3.1.3振动筛筛孔形状和筛下产品粒度的关系,振动筛筛下产品粒度与筛孔形状有关。不同形状筛孔的筛下产品最大粒度按照下式计算：dmax=ka式中：dmax筛下产品中的最大粒度，mm;a筛孔尺寸，mm;k筛孔形状系数，查表。,4.3.2固定筛,型式：格筛；条筛,格筛多用于原矿受矿矿仓及粗碎矿仓的上部，作控制矿石粒度用，一般水平安装。条筛多用作粗碎和中碎前的预先筛分，条筛筛孔宽度为筛下粒度的0.90.8倍，一般筛孔不小于50mm。安装在破碎机前同时还起溜槽作用的条筛，其倾角一般可取4050，对于煤可取3035，若矿石含泥含水多时，则可以将倾角加大510。,固定条筛的计算,固定条筛筛分面积的计算公式：A=Q/Q0d式中：A条筛的筛分面积，m2；Q按设计流程计的给入条筛的矿量，t/h；Q0按给矿计的1mm筛孔宽的固定条筛单位面积处理量，t/(m2.h.mm);查表d条筛筛孔宽，mm。,筛子的长度及宽度确定,根据给矿中最大块尺寸确定筛子的宽度B。筛子的宽度至少应该是最大矿块尺寸的2.53倍，还应兼顾给矿机及破碎机的受料宽度。按筛子的宽度B选定筛子的长度L。条筛的长度L应为宽度B的23倍，一般为36m。,4.4磨矿设备4.4.1磨矿设备的选择,在选矿厂，磨矿作业是工艺过程中的一个中间环节。所以，磨矿机的选择要兼顾前后作业。,影响磨矿设备选择的因素,磨矿车间的生产能力矿石性质给矿及产品粒度磨矿设备使用的条件和性能基建投资生产成本,常用的磨矿设备,棒磨机格子型球磨机溢流型球磨机湿式自磨机干式自磨机砾磨机,棒磨机,（1）特点：磨矿过程中磨矿介质与矿石呈线接触。（2）优点：具有一定的选择性破碎作用、产品粒度比较均匀、过粉碎矿粒少。在用于粗磨时，产品粒度为13mm时，棒磨机的处理量大与同规格的球磨机；当用于细磨时，产品粒度小于0.5mm时，磨矿效果不如同规格的球磨机。（3）棒磨机的给矿粒度为1525mm，当棒磨机的直径大于2400mm时，给矿粒度上限可达4050mm。棒磨机的产品粒度上限可达13mm.（4）目前，大多使用直径小于4500mm的棒磨机，一般用于两段或三段磨矿中的第一段磨矿作业，也可用于W、Sn等脆性矿石的磨矿作业。,（1）球磨机,分类：格子型（短筒型、长筒型）球磨机溢流型球磨机应用：短筒型用于粗磨长筒型用于较细的磨矿,溢流型球磨机,优点：构造简单、好管理、容易维修、磨矿产品粒度细（一般小于0.2mm）。缺点：排矿液面高、矿浆在磨机内停留时间长、单位容积处理量低、排矿粒度不均匀、易产生过粉碎。应用：是用于两段磨矿流程中的第二段磨矿和中矿再磨。,格子型球磨机,特点：排矿端设有格子板。优点：矿浆液面比较低，能及时排出合格产品，减少了矿石的过粉碎，磨矿效率高，单位处理量比同规格溢流型球磨机高15%左右，装球量较多。缺点：构造复杂、格子板易坏，维修困难，重量大，设备价格高。应用：磨矿产品的粒度上限一般为0.20.3mm，因此，常用于第一段磨矿，且常与螺旋分级机构成闭路。大型选矿厂宜选用大型磨机。在选用大型磨机时，为便于配用分级设备（水力旋流器）减少对水力旋流器的磨损，选用溢流型球磨机是合适的。,（3）自磨机,自磨机有干式自磨剂和湿式自磨机。（1）干式自磨机：适用于物料干法加工和干法选矿的干式磨矿作业。由于干式自磨机的风力分级系统设备多、灰尘大及干式选矿指标不佳等原因，因此，采用干式磨矿不多。（2）湿式自磨机：辅助设备少、灰尘少、物料输送方便、好管理、易维修等，优点多，应用比较广泛，特别是在黑色金属矿山应用较多。在选用自磨机时，应先进行磨矿试验。自磨机的给矿粒度约为200350mm，经一次自磨矿后，排矿产品粒度可达几个mm以下。可以简化磨矿流程；具有选择性破碎作用；过粉碎矿量少。加入少量钢球（磨机容积的28%）消除“难磨粒子”。湿式自磨剂通常采用筛分、螺旋分级机或水力旋流器等作为分级设备；干式自磨机采用由风力分级及设备组成的风力分级系统进行分级。,（4）砾磨机,应用：常用于磨矿的第二段细磨作业。磨矿介质来源：破碎后的块状矿石；自磨机引出的“难磨粒子”；自然形成的砾石（卵石）。优点：减少了钢耗；减少铁的污染；改善选别效果。缺点：生产能力低。,4.4.2磨矿设备的计算,常用计算方法：容积法（磨矿机单位容积处理量计算法）：按原矿或新生成计算级别（一般用-0.074mm）的含量计算磨矿机单位容积的处理量，然后算出磨矿机的处理量。功耗法（磨矿效率计算法）：按加工一吨矿石消耗的功计算磨矿总功耗并由此确定磨矿机型号、规格及台数。试验法：按半工业试验或工业试验所得到的单位处理量或单位功耗，以合理的比例放大求出磨矿机的处理量。其它方法：总体平衡法、转换系数法,4.4.2.1球磨机和棒磨机,容积法的计算步骤：（1）单位磨机容积处理量计算：按新生成级别计的单位磨矿容积处理量计算公式：q=k1k2k3k4q0式中：q设计中拟选用的磨矿机按新生成级别（一般为-0.074mm粒级）计算的单位容积处理量，t/(m3.h);q0生产中（或工业试验）使用的磨矿机按新生成级别（一般为-0.074mm粒级）计算的单位容积处理量，t/(m3.h);,容积法计算步骤,Q0工业试验或生产中磨机一台的处理量，t/h；1工业试验或生产磨机中给矿中-0.074mm粒级的含量，%2工业试验或生产磨机中产品中-0.074mm粒级的含量，%V工业试验或生产磨机的有效容积，m3；k1矿石相对可磨度系数，试验或查表；k2磨机直径修正系数，查表或按下式计算：n可变指数；n值与磨机直径、型式的关系，查表。,容积法计算步骤,D1设计中拟选用的磨机直径，m；D2工业试验或生产中的磨机直径，m；b1设计磨机衬板厚度，m；b2工业试验或生产磨机衬板厚度，m；k3磨机型式修正系数，查表；k4磨机给矿和产品粒度差别系数，k4=m1/m2m1设计磨机按新生级别（-0.074mm）计算的、在不同给、排矿条件下相对处理量，查表。m2工业试验或生产中磨机按新生级别（-0.074）计算的、在不同给、排矿粒度条件下的相对处理量，查表。,（2）设计磨机处理量计算,式中：Qd设计磨机处理量，t/台.h；q同前；Vd设计选用磨机有效容积，m3；d1设计磨机给矿中小于0.074mm含量，%；d2设计磨机产品中小于0.074mm含量，%；d1、d2可按实际生产资料选取或查表。,（3）设计磨机台数计算,计算公式：式中：nd设计磨机台数，台；Qa设计流程中磨矿回路给矿量，t/h；Qd设计磨机台时量，t/台.h。,球磨机计算实例,某磁铁矿选厂，磨矿回路处理量为459.6t/h，采用阶段磨矿（球磨）阶段磁选流程；一段球磨回路给矿粒度为200mm，-200目占5%；一段球磨回路产品粒度dp80=200m，-200目占50%；根据试验报告，矿石相对可磨性系数为1.10（与大孤山矿石相比）；大孤山选厂一段球磨为2.72.1m格子型球磨机，给矿粒度为150mm，-200目占4.94%，产品粒度-200目55.25%，q0=1.575t/(m3.h)。计算一段球磨机的规格。,实例解答：,再磨作业磨机计算,再磨机的生产能力计算尚无完善的方法，因此，设计中要按实际生产或试验资料确定，如果无实际生产资料或试验资料，可参考下面的方法进行再磨机的选择计算。计算前提：容积法计算的基础是假定再磨机的给矿和原矿的可磨性相同（实际上可磨性是不同的，所以仅为近似计算）。,再磨作业磨机计算,计算公式：式中：Vb再磨所需要的磨矿机容积，m3；V1把原矿全部磨到再磨前的磨矿产品粒度时需要的磨矿机容积，m3；V2把原矿全部磨到再磨后的磨矿产品粒度时需要的磨矿机容积，m3；b再磨的矿石量占原矿量的重量百分数（产率），以小数表示。说明：当b很大时，计算结果误差较小；当b不大时，则计算结果误差较大。,两段磨矿的磨矿机计算,分段计算法：适用于适用于矿石泥化能力较大；阶段磨矿、阶段选别的磨矿流程，选别作业对第一段磨矿粒度有特定要求；也可用于连续磨矿流程，两段磨机分开单独计算（第一段开路）。,一次计算法：适用于第一段磨机的产物没有特定要求的两段闭路磨矿流程。,分段计算方法,（1）确定第一段和第二段磨矿按新形成计算级别计的单位生产能力；第一段磨矿和第二段磨矿最终产物中小于计算级别的含量。（2）根据下列公式分别计算各段磨矿机需要的容积：,分段计算方法,式中：q第一段磨矿机按新生成小于计算级别的单位生产能力，t/m3.h；q第二段磨矿机按新生成小于计算级别的单位生产能力，t/m3.h；其余符号同前。q、q通过试验或收集实际生产资料确定,分段计算方法,（3）磨矿机台数确定第一段磨矿机台数：第二段磨矿机台数：式中：V选定的每台磨矿机的有效容积，m3。其余符号同前。,一次计算法,（1）计算两段磨矿需要的总容积：式中：V1，2两段磨矿所需要的总容积，m3；Qa磨矿作业的原始给矿量，t/h；1第一段磨矿回路给矿中小于计算级别的含量，小数；3第二段磨矿回路产品中小于计算级别的含量，小数；q01,02两段磨矿按新生成计算级别计的单位处理量，t/m3.h。,（2）分配计算出的总容积,当两段磨矿均为闭路，且选用的磨机类型及规格相同时，两段磨机容积分配为1：1，即：V1=V2式中V1、V2分别为设计的第一段和第二段磨机的有效容积，m3。当两段磨矿均为闭路，第一段为格子型球磨机，第二段为溢流型球磨机时，两段磨机容积之比为：,（2）分配计算出的总容积,式中：D1、D2分别为设计第一段及第二段磨机直径，m；k磨机容积差别系数，k=1.101.15;其余符号同前。当两段磨矿中第一段为开路，第二段为闭路时，两段磨机容积之比大致为：V2/V1=23当两段磨矿中，第一段为棒磨，第二段为球磨，则两段磨机容积之比为：V2/V1=1.52,（3）第一段磨矿产品粒度计算,计算目的：控制的以、第二段磨矿产品的量和粒度，避免两段磨机负荷不均。计算公式：式中：2第一段磨矿产品中小于计算级别的含量，小数；k两段磨机的单位处理能力之比：k=0.80.85；m两段磨机容积之比。当选用两段闭路磨矿流程时，m=1；当第一段为开路，第二段为闭路的两段磨矿时，m=23。,4.5分级设备,按照工作原理分类：利用重力或离心力，按颗粒在流体中的沉降规律进行物料分级的设备，如：螺旋分级机、水力旋流器、圆锥分级机、槽形分级机等。控制筛孔尺寸，按粒度大小进行分级的设备，如：振动筛、弧形筛、细筛等。,按沉降规律进行物料分级的设备的缺点,分级效率低。在磨矿回路中采用一次分级往往不能取得令人满意的效果，因而降低了磨机的处理量，增加了能耗；分级精度低。造成有用矿物在沉沙中的反富集，有用矿物的密度越大，沉砂中反复几现象越严重。这不仅造成有用矿物的过粉碎，影响选别工艺指标，且又降低了磨机的处理量。为了克服上述缺点，近年来研究了用筛分机作为磨矿回路的分级设备。,4.5.1螺旋分级机4.5.1.1螺旋分级机的选择,应用：磨矿回路中的预先分级和检查分级，以及洗矿、脱泥等作业。优点：设备构造简单、工作可靠、操作方便、易与直径小于3.2m的磨机构成闭路。缺点：分级效率低，在细粒分及时溢流浓度太低，对下段选别作业不利。,螺旋分级机在构造上可分为两种：高堰式螺旋分级机：适用于粗粒分级，其分级溢流粒度（d95）一般大于0.15mm。沉没式螺旋分级机：适用于细粒分级，其分级溢流粒度（d95）一般小于0.15mm。,4.5.1.2螺旋分级机的计算,影响螺旋分级机处理量的因素：分级机的规格；安装坡度；溢流粒度及粒度组成；溢流浓度；物料密度；矿浆粘度。,我国常用的螺旋分级机处理量计算方法,（1）已知螺旋分级机规格，按溢流中固体重量计算螺旋分级机处理量时，采用下列公式：高堰式螺旋分级机：Q1=mk1k2(94D2+16D)/24沉没式螺旋分级机：Q1=mk1k2(75D2+10D)/24式中：Q1按溢流中固体重量计的螺旋分级机处理量，t/h；m分级机螺旋个数；k1矿石密度系数，查表，或按公式计算：k1=1+0.5（-2.7）矿石密度，t/m3；k2、k2分级粒度修正系数，查表。D分级机螺旋直径，m。,我国常用的螺旋分级机处理量计算方法,对于直径D1.2m的大型螺旋分级机，也有采用下面公式计算：高堰式螺旋分级机：Q1=mk1k2(65D2+74D-27.5)/24沉没式螺旋分级机：Q1=mk1k2(50D2+50D-18)/24（2）已知按溢流中固体计的处理量，求分级机的螺旋直径，则按下式计算：高堰式螺旋分级机：沉没式螺旋分级机：,我国常用的螺旋分级机处理量计算方法,（3）使用上述两种方法选用螺旋分级机时，一般还需要按返砂中固体计的处理量进行验算。其计算公式为：式中：Q2按返砂中固体重量计的螺旋分级机处理量，t/h；n螺旋转数，r/min；其余符号同前。,4.6选分设备的选择和计算4.6.1浮选设备选择和计算,4.6.1.1对浮选设备的基本要求对浮选设备的要求，除了必须保证工作可靠外，还应具有生产能力大、能耗低、耐磨、构造简单易于维修和造价低廉等特点。具有良好的充气性能；具有足够的搅拌强度；使气泡有适当长的路程，形成比较稳定的泡沫区；能连续工作并便于调节。,4.6.1.2浮选设备的分类,浮选机：机械搅拌式充气机械搅拌式浮选柱,机械搅拌式浮选机,机械搅拌式浮选机是靠机械搅拌器（转子和定子组）实现矿浆搅拌和充气。优点：不需外加充气装置即能自吸空气，其中有些型号浮选剂还具有自吸矿浆能力，中矿返回容易实现自流。缺点：充气量较小，电耗与磨损一般较高。,充气机械搅拌式浮选机,是靠机械搅拌器搅拌矿浆，而充气是由另设风机提供。优点：充气量大且可调，叶轮磨损小，电耗低。缺点：无吸气能力，需另设压风机，除XCF型具有自吸矿浆能力外，其它型号浮选机无自吸矿浆能力，需设置矿浆返回泵，配置不够方便。,浮选柱,无机械搅拌充气式浮选设备。优点：结构简单、制造安装容易，占地面积小。缺点：对粗颗粒、大密度矿物选别效果较差；充气器易堵塞；难以操作和控制；设备高度大；事故处理设施比较复杂。应用：矿物组成简单、品位较高、易浮选硫化矿石的浮选。,4.6.1.3浮选设备的选择,需考虑的因素设备性能、特点；原矿性质：矿石密度、粒度、含泥量、品位、可浮性等；选矿厂规模；流程结构；系列划分。,设计中应注意的问题,矿石性质及选别作业的要求；根据矿浆流量合理地选择浮选机规格；通过技术经济比较确定浮选机的规格和数量（选别指标、经营费、操作管理、维护检修等）；确定浮选机槽数时，每列粗扫选作业的槽数一般不少于8个槽，以免发生矿浆短路；注意设备制造质量及备品、备件供应情况；采用浮选柱时，必须以一定规模的试验研究为依据。,4.6.1.4浮选机的计算,（1）浮选时间的确定浮选时间的长短对浮选槽容积的大小和浮选指标的好坏影响很大，必须慎重选取。浮选时间确定的依据：试验结果并参照类似矿石选矿厂生产实践。试验的浮选时间比工业生产的时间要短，故在设计中应将浮选时间加长，国外通常是乘以2的调整系数，国内则乘以1.5。,（1）浮选时间的确定,如新设计的选矿厂安装的浮选机的充气量与试验用浮选机充气量不同，应按下式计算：式中：t设计浮选时间，min；t0试验室浮选机的浮选时间，min；q0试验室浮选机的充气量，m3/(m2.min)；q工业用浮选机的充气量，m3/(m2.min)；t根据生产实践增加的浮选时间，或t=kt0，min；k浮选时间调整系数，一般k=1.52.0。,（2）浮选矿浆体积的计算,计算公式：式中：W计算矿浆体积，m3/min；Q设计作业流程量（包括返砂量），t/h；R作业矿浆的液体与固体重量之比；矿石的密度，t/m3；k1处理量不均衡系数。当浮选前为球磨时，k1=1.0；当浮选前为湿式自磨时，k1=1.3。,（3）浮选机槽数的计算和确定,浮选机槽数计算公式：式中：n浮选机计算台数，台；W进入该作业的矿浆量，m3/min；t设计浮选时间，min；V设计选用浮选机的几何容积，m3；k浮选机有效容积系数。对有色金属矿石k=0.80.85；对铁矿石k=0.650.75；泡沫层厚时取小值，反之取大值。,浮选作业系列数目的确定方法,与磨矿机的系列数相同：便于矿浆自流；不利于稳定矿浆流量和系列之间的互换及生产检测。,与磨矿机的系列数不同可以克服前一种方法的缺点；有利于浮选机大型化的要求；难以实现矿浆自流输送；多用于自动控制水平要求较高的大型选矿厂。,（4）浮选柱的计算,浮选柱断面为矩形时：浮选柱断面为圆形时：式中：F浮选柱断面积，m2；D浮选柱直径，m；,（4）浮选柱的计算,H浮选柱高度，m；一般粗选柱可取H=78m；精选和扫选可降至12m；对于品位较高的易浮硫化矿，宜采用大直径低高度的浮选柱，一般粗选柱取H=57m，扫选柱取H=46m，精选柱取H=34m。k0浮选柱充气率；粗选取k0=0.250.35，扫选取k0=0.20.25，精选取k0=0.350.45，泡沫层厚时取大值，反之取小值；k1给矿不均衡系数，浮选柱之前为球磨机磨矿时，取k1=1.0；浮选柱之前为自磨机时，取k1=1.3。Q设计作业流程量，t/h；R作业矿浆的液体与固体重量之比；矿石的密度，t/m3;t浮选时间，min。,（5）搅拌槽的选择和计算,药剂搅拌槽：用于各种药剂制备作业，根据药剂性质的不同，搅拌槽的材质及结构也不尽相同。药剂搅拌槽容积按药剂制备作业制度选定。,矿浆搅拌槽：用于浮选作业前的矿浆搅拌，使矿浆和药剂充分混合，为选别作业创造条件。如果某些药剂添加在磨矿机内，或加在浮选机前的砂泵池内或分配器内，则可以不设搅拌槽。,矿浆搅拌槽,按结构分类：压入式提升式,提升式搅拌槽既有搅拌作用又有提升作用，提升高度可达1.2m，如果设备配置中矿浆自流高差不足并相差较少时，可考虑选用此设备。,搅拌槽容积的计算,计算公式：,V:搅拌槽容积，m3;Q:进入搅拌槽的设计流程量（包括返砂量）,t/h;R:矿浆的液体与固体重量之比；:矿石密度,t/m3;K1:处理量不均衡系数。浮选前为球磨机时，取k1=1.0；浮选前为自磨机时，取k1=1.3；t:搅拌时间，min；由实验确定，如果缺乏资料，可取t=35min.,4.6.2重选设备,分选原理根据有用矿物与脉石矿物的密度差来达到分选的目的。,影响分选效率的因素：密度差；粒径大小；形状；品位；解理情况；介质的性质。,重选设备的选择,设备类型：必须与矿石的物理性质相适应。根据产品的质量要求选择设备。参考各种重选设备的应用特点及分选粒度。,重选设备的计算,多数重选设备的生产能力计算尚无成熟的公式。设备台数的确定：（1）参照处理类似矿石、近似条件的台时生产能力进行计算；（2）根据单位时间单位面积生产能力定额进行计算；（3）单机试验确定。生产能力的影响因素：矿石种类、粒度、形状、矿浆浓度、入选品位、要求的产品质量、对选别产物的工艺要求。,4.7脱水设备,细粒精矿脱水方法：浓缩-过滤、浓缩-过滤-干燥；尾矿：浓缩后输送至尾矿库；中间产物：浓缩，以满足下段作业对矿浆浓度的要求。常用设备：浓缩机、过滤机、干燥机,4.7.1浓缩机4.7.1.1浓缩机的选择,浓缩机的类型：（1）普通型机械排料浓缩机（2）高效浓缩机（3）倾斜板浓缩机（4）倾斜板浓密箱,普通浓缩机,普通浓缩机有中心传动和周边传动两种。中心传动浓缩机：能自动提耙。国外生产及应用较多（包括大直径浓缩机），国内中心传动浓缩机最大直径为20m。周边传动又分为辊轮传动和齿条传动两种方式。国内辊轮传动浓缩机规格为直径1530m，主要用于处理密度较小的物料。国产直径45m、50m和53m周边齿条传动浓缩机有轻型和重型之分，轻型用于处理尾矿，重型用于处理精矿。,高效浓缩机,实质上并不是仅仅通过沉降达到浓缩目的的脱水设备，而是结合泥浆沉积层的过滤特性的新型脱水设备。因此，脱水效率远比一般浓缩机高。,特点：（1）添加絮凝剂，增加固体颗粒的粒径，加快沉降速度；（2）设置倾斜板，缩短矿粒沉降距离，增加沉