冬瓜山铜选厂初步设计碎磨流程的选择与计算

1、冬瓜山铜选厂初步设计碎磨流程的选择与计算【摘要】：针对冬瓜山铜硫混合矿的矿石性质及半自磨试验结果，对选矿厂碎磨流程及其有关设备进行了 选择与计算。并从投资和两个方面对碎磨流程作了技术经济比较。根据比较结果及国外类似性质选放厂的 经验，冬瓜山铜选厂初步设计碎磨流程推荐半自磨+球磨流程夏菊芳中图分类号：TD928.2文献标识码：A冬瓜山铜矿床属铜陵狮子山矿区深部的一个大型高硫矿床。该矿埋藏深、储量大、可回 收的有用矿物多，是一座开采价值较高的铜矿，它对缓解华东地区铜冶炼厂来料短缺具有重 要意义，并为华东及华北地区提供大量的化工原料硫精矿。自1976年矿床被发现后，进行 了普查、详查及勘探和矿样可行

2、性试验等前期工作。冬瓜山铜矿混合矿石自然类型多，含铜 滑石蛇纹石类型矿石比例较大，矿石含泥量高，若采用常规碎磨流程易造成破碎及筛分等设 备的堵塞，从而影响生产效率（正在生产的狮子山铜选厂与冬瓜山铜选厂的矿床相同，前者 通过洗矿解决含泥高的问题）。而矿石有难选和易选之分，开采时不易分开，难易矿石的硬 度相差甚大。冬瓜山铜选厂可行性研究时因未做相应的矿石半自磨试验，只是根据同类选厂 的生产实践，把常规碎磨流程与半自磨+球磨流程做了简单的技术经济比较。目前初步设计 已完成，选矿厂的生产规模为13000t/d。此前的半自磨试验给碎磨方案的确定提供了充分 的技术依据。表1试验矿样粒级分析矿样序号717粒

3、度/mm+150-150+100-100+38-38总计重量/t0.3810.2120.1950.0630.851含量/%44.824.823.07.4100重量/t0.5200.3760.1460.0521.094含量/%47.534.413.44.71001、半自磨试验1999年12月，瑞典SVEDALA公司提交了冬瓜山铜矿半自磨小型批量试验报告。其矿 样粒度组成及试验结果见表1、2.试验所用的半自磨机规格为01829mmx305mm，内径1803mm,有效容积为1.106m3。磨机运转速度为23.3n/min，为理论临界转速的73.8%。磨机瞬间净功耗通过自动绘制的曲 线记录下来。SVE

4、DALA公司试验所做邦德球磨功指数为14.73kWh/t。由表2知，装球量6%12%时，对应的100%-12.7mm净功耗为6.257.15kWh/t。根据世界类似选矿厂的生产实践，其净功耗是比较低的(一般情况下，净功耗在6.589.87kWh/t范围内采用半自磨流程是比较经济的)。说明冬瓜山铜矿石半自磨作业功率消耗不大，本设计采用半自磨+球磨的碎磨工艺流程在技术上是可行的。表2半自磨试验结果序号12345装矿量/t装水量/t125mm球装球量/t100mm球装球量/t75mm球装球量/t总装球量/t装球率/%磨机运转时间/min充填率/%净功耗/kW100%-12.7mm 净功耗/ (kW-

5、h-t-1)70%-7知m净功耗/ (kW-h-t-1)最终-12.7mm固体含量/%0.2720.091:9.53.6211.1018.3330.50.2720.0730.0930.1080.1080.309,：67.166.9116.6132.30.2720.0730.1230.1440.1440.411，:8.136.2516.6940.30.2720.0730.1540.1800.1800.5141019.08.957.1516.6138.70.2720.0730.1850.2160.2160.6161220.79.436.7417.2743.52、半自磨机及球磨机的选择与计算瑞典SV

6、EDALA公司通过对冬瓜山铜矿混合矿石进行小型批量试验后，选择1台 028ftx13ft半自磨机(1ft=0.3048m)，装机容量4850kW。与半自磨机配套的球磨机为1 台020ftx32ft,装机容量为6500kW。鉴于028ftx13ft半自磨机国内制造困难，设备质量难以保证，本设计决定采用瑞典 SVEDALA公司生产的设备。在设备质量及性能可能的基础上，为节省投资，对与半自磨配 套使用的粗磨球磨机用2台国产05.03mx8.3m球磨机代替1台20ftx32ft进口设备。此 国产球磨机结构先进合理，能耗小，配有空气离合器，启动功率小，有自动喷雾润滑、静压 浮动轴承等，并附有必要的自动保

7、护装置，可保证磨矿机连续可靠地运转。但电机、电控等 成磁辅助设施需从国内球磨机制造厂家刚进。有关半自磨机及配套粗磨球磨机的选择计算如 下。2.1半自磨机由瑞典SVEDALA公司进行半自磨试验，装球率为6%12%时，对应100%-12.7mm 的净功耗为6.257.15kWh/t。本设计按最大净功耗7.15 kWh/t计算半自磨机规格。考虑到电动机和减速机的效率，电动机单位输入功率需乘1.2的波动系数7.15x1.2=8.58 (kW-h/t)则半自磨机电动机总额输入功率为(1300/24) x8.58=4647.5 (kW)SVEDALA公司选用1台4850kW电动机半自磨机的驱动电机。2.2

8、粗磨球磨机由瑞典SVEDALA公司试验，邦德球磨功指数。Wi = 14.73kW-h/t根据同类铜选矿厂的经验，半自磨机排矿振动筛网尺寸为12.7mm (0.5in)，由试验数 据配套球磨机的F80 = 1.7mm = 1700 pm，P80 = 85pm，最终磨矿细度-74pm达70% 75%。由邦德功指数计算公式得W = 11.35 (kW-h/t)所需总功率为(13000/24) x11.35=6148 (kW-h/t)拟选用2台溢流型球磨机，每台球磨机所需功率为N1 =6148/2=3074 (kW-h/t)拟取球磨机直径为5.03m，其有效内径D=4.85m，拟充填率Vp=38%，球

9、磨机转数占 其临界转数的73%，最大球径64mm，则磨机介质支取为功率为Kwb=11.493kW-h球磨机装球量 Qwb=N1/Kwb=3074/11.493=267.46 (t)球磨机容积 V=Qwb/ (6bxVp) =267.46/ (4.6x0.38) =153 (m3)球磨机长度 L=1533.14x (4.85/22) =8.28 (m)选2台05.03mx8.3溢流型球磨机，安装功率3300kW/台。2.3半自磨机及球磨机的规格、性能见表3表3半自磨、球磨(粗磨)设备选择计算表(功率法)作业名称设备名称及规格台数Qa/(th-1)F80/pmP80/pmWi/(kW-t-1)N计

10、算/ (kW 台-1)N设备/(kW台-1)备注1半自磨028ftx13ft05.03mx8.3m 球1541.717008.584647.54850进口设备2球磨磨机2541.717008514.7330743300国产设备3、碎磨流程方案的比较冬瓜山铜选厂在可行性研究设计中，虽对半自磨+球磨和三段一闭路+球磨两种碎磨流程 粗略作了技术经济比较，因未做半自磨试验，所以可行性研究最终推荐三段-闭路+球磨的碎 磨流程。随着自动化控制技术的发展，半自磨+球磨的碎磨流程其优点也越来越明显。流程简单、 建筑费用低，占地面积小，易于生产管理。尤其对冬瓜山铜矿这种含泥含水量较高的矿石， 更有特殊的优点。通

11、过对常规碎磨流程及半自磨+球磨流程所需设备及其配套设施作进一步 的技术经济比较后知，半自磨+球磨流程工程造价节省1129万元，经营费用每年节省172 万元。具体技术经济比较结果见表4、5。表4选矿厂碎磨流程主要设备比较名称三段一闭路+球磨流程半自磨+球磨流程规格数量/台总重/t安装功率/kW规格数量冶总重/t安装功率/kW洗矿分级机2FG-9266高效浓缩机82.4mx9.13m225中碎破碎机647.520m细碎破碎机1600HP800128双层筛HP8001151200单层筛2YAH246026530半自磨机YAH246011506354850球磨机934.46600水力旋流器123678

12、00828ftx13ft117直线振动筛85.03mx6.4m32785.03mx8.3m220.245给矿砂泵85-66036-8660232.290043.5ZKX3660辅助设备14/12ST-AH46094516/14TU-AH1238.3582收尘设备运输机、给矿机等341850运输机、给矿机等2起重设备96.656183.9增加浮选机136.87365、国外碎磨流程的研究大处理量的半自磨+球磨碎磨流程以共经济效益好、适应性强在国外已成功地运转了三十 多年，尤其对处理湿而粘的矿石更优于常规碎磨流程。美国芒廷州立研究所开发中心研究顾问F米尔顿刘易斯（Milton Lewis）及JL科伯

13、恩 （Coburn）对亚利桑那州的一个铜选厂，以18140t/d生产规模的不同碎磨流程进行了基建 投资和生产费用的估算。为使投资和生产费用降到最低限度，两种流程均用大型设备来处理 含泥水量较低的斑岩铜矿，天然矿泥（-20pm粘土矿物）含量很少。原矿含铜0.55%，密 度2.8,球磨机增均功指数为14.3kw-h/t，磨损指数0.2,松散密度1.762。常规一段破碎流 程破碎到-12.7mm，然后用球磨至最终磨矿产品粒度。表5选矿厂碎磨流程综合指标比较方案三段一闭路+球磨流程半自磨+球磨流程设备总重/t2097.8安装总功率/kW2293.113713厂房建筑面积/m2122107888厂房容积

14、/m313070101000设备购置及安装费/万元1750007950建筑工程费/万元82501262合计工程费/万元20919212钢耗103414.5元/t原矿5.625元/t原矿电耗1.25kg/t 原矿1.0kg/t 原矿8.843元/t原矿4500元/t钢球7.668元/t钢球4500元/t-钢球工人工资17.04kW-h/t 原矿19.65 kW-h/t 原矿0.0587元/t原矿0.45 元/kW-h0.143元/t原矿0.45 元/kW-h其它材料消耗51人21人0.10元/t原矿合计材料、电及人工消耗1000元/人月0.467元/t原矿1000元/人月13.5017 元/t原

15、矿工程费差价13.903元/t原矿节省1129万元材料、电及人工消耗费差值节省172万元/常规碎磨流程粗碎采用1台42inx70in旋回破碎机(1in=2.54cm),中碎采用1台*2135mm 标准圆锥破碎机，细碎采用3台*2135mm短头圆锥破碎机。筛分采用1台3.05mx6.10m 双层振动筛、5台3.05mx6.10m单层振动筛。磨矿采用2台*5.49mx7.93m湿式溢流型球 磨机，电动机功率为3676kW，转速为临界转速的69%,装球量38%。每台球磨机用泵分 别扬送至每组6台*660mm旋流器中。最终磨矿细度为80%-220pmo表6基建投资额项目常规碎磨流程半自磨+球磨流程粗碎

16、9.159.15中细碎41.19半自磨30.47球磨49.6529.47总计10069.10以常规碎磨流程投资额为100表示。半自磨+球磨流程粗碎采用1台42inx70in,旋回破碎机，采用1台08.5mx4.3m半自磨 机，装机容量为4411 kW。1台05.5mx11m球磨机，装机容重也为4411kW。基建投资及 生产费用比较见表6、表7.表7生产费用/（美元t-1）项目常规碎磨流程半自磨+球磨流程生产管理费工人工资钢球衬板及筛网电费/（0.04美元 kw-1）水费/（0.044美元m-3）维修费（设备费5%）工资附加费35%其他总计0.0170.130.290.130.4770.0980.0830.0530.0641.3420.0140.0930.300.1280.4620.0980.0610.0370.0591.22由表6、7知，半自磨+球磨投资是常规碎磨流程投