毕业设计 攀枝花钒钛磁铁矿选矿厂(220万吨年)设计

1、 目目 录录 摘 要.V V ABSTRACT.VIVI 第一章 总 论.1 1 第一节 选矿厂概况.1 一、设计能力.1 二、选矿厂地理交通位置和交通状况.1 三、矿区气象.1 四、居民和农业经济.2 第二节 厂址选择.2 第三节 供水、供电、尾矿处理.2 一、供水.2 二、供电.2 三、尾矿处理.3 第二章 原矿、试验及产品方案.3 3 第一节 原矿性质.3 一、 原矿多元素分析.3 表 2.1.1 原矿多元素分析结果.3 二、 矿物组成及嵌布粒度.3 三、元素赋存状态.5 四、结构构造和矿物物理参数.5 第二节 选矿试验研究.5 一、阶磨阶选扩大连选试验.6 二、两段磨矿、粗精矿再磨再选

2、工业试验.6 三、 阶磨阶选工业试验.7 第三节 选矿流程及选矿指标确定.7 一、破碎流程.7 二、选别流程.7 三、选矿指标的确定.7 第四节 产品方案和产品销售.8 第三章 选矿厂设计计算.1010 第一节 制度和生产能力.10 第二节 破碎流程和破碎设备的选择计算 .10 一、破碎筛分流程选择计算.10 第三节 各产物的产率和产量的计算.13 一、粗碎作业.13 二、预先检查筛分.14 三、设备的选型计算.16 四、设备的选择.21 第四节 磨矿流程和磨矿设备选型计算 .23 一、磨矿流程计算.23 二、磨矿设备的选型计算.26 三、磨矿机生产能力的计算.30 四、磨矿机台数的计算.30

3、 五、水力旋流器的选型.34 第五节 选别流程和选别设备的选择计算 .38 一、选别流程的确定.38 二、矿浆流程计算.43 三、磁选设备的选型.51 四、脱水作业设备选型.53 第四章 辅助设施及辅助设备的计算.5555 第一节 矿仓的计算.55 一、原矿矿仓的选择计算.55 二、中碎缓冲矿仓.56 三、预先检查筛分分矿仓.57 四、细碎缓冲仓.58 五、粉矿仓.58 第二节 给矿机的计算.59 一、粗碎产品给料机.59 二、中碎给料机.60 三、细碎给料机.61 四、检查筛分给料机.62 五、磨矿给料机.62 第三节 带式输送机的选择计算.63 二、传动滚筒功率计算.64 第四节 起重机的

4、选择.67 第五节 砂泵选择计算.68 一、砂泵出口管径（临界管径）的计算.68 二、砂泵扬送矿浆需要的总扬程计算.68 三、砂泵扬送矿浆的总扬程折算成清水扬程.69 四、砂泵所需功率计算.70 五、其余砂泵选择计算.71 第五章 厂房布置.7272 第一节 厂房布置的基本原则.72 第二节 厂房布置图.72 一、厂房布置图.72 二、总平面布置图.72 第六章 修理、取样及其辅助设施.7373 第一节 机修车间.73 第二节 取样.73 第三节 试验室.73 第四节 化验室.73 七章 技术经济评价.7474 第一节 选矿单位工程概算.74 第二节 选厂职工劳动定员.74 第三节 设计产品成

5、本.75 一、电力负荷及电费的计算.75 二、总成本计算.75 第四节 经济评价.76 一、利润计算.76 二、流动资金.76 三、总投资.76 四、投资回收期.76 参考文献.7777 致 谢.7878 攀枝花钒钛磁铁矿选矿厂(220 万吨/年)设计 摘摘 要要 综合运用所学的专业知识，参考攀枝花密地选矿厂生产实践，进行选矿厂设计， 通过本次设计进一步巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使 之系统化、综合化。 本设计以攀枝花钢铁(集团)公司密地选矿厂生产现场指标以及选厂工艺流程改造资 料为依据，设计年处理量为 220 万吨的攀枝花钒钛磁铁矿选矿厂。原矿：入选最大粒 度为 1

6、000mm，TFe 品位 34.09%。依据现场资料和参考同类型选矿厂的基础上，设计最 终采用“三段一闭路”的常规破碎流程， “阶段磨矿阶段选别” 的磨矿磁选选别工艺 流程，旋流器分级。一段粗磁选可抛掉尾矿 45.67%，粗精矿再磨后经“一粗、两精、 一扫” ，最终得到合格的铁精矿。铁精矿产品：品位 54.24%、产率为 45.42%，回收率 为 72.26%。 设计选矿厂共 5 个主要厂房，分别为：粗碎、中细碎、检查筛分、主厂房、浓缩。 依据现场地形布置厂房，有效利用地形高差，充分贯彻自流的原则，以减少动力消耗， 进而获得更高的经济效益。用 CAD 软件绘制总平面布置图、数质量流程图、各厂房

7、布 置图等 8 张图纸，完成 20000 余字的设计说明书。 关键词：关键词：钒钛磁铁矿，阶磨阶选，磁选，厂房布置 The Concentrating Mill of VanadiuTitano-Magnetite（2.2 million tons per year) in PanZhiHua Abstract By applying the learned professional knowledge, and drawing lessons from the productive practice of Panzhihua, Midi Concentration Plant, this p

8、aper makes a general design of concentration plant. Doing this design is helpful to further consolidate the mastering of the learned basic theories, skills and professional knowledge as well as systematize and synthesize them. This design is based on the production field quota and the reformed infor

9、mation of technological process of plant choosing of Pan Zhihua City Iron and Steel (Corp.) Company ,we would design for 4.8 million tons per year of Panzhihua vanadium and titanium magnetite concentrator plant. Rough ore: maximum size of Selected ore is 1000mm, TFe grade is 34.09% . On the basis of

10、 in-situ data and references of the same type concentrator plants, the design acceptes the normal crushing circuit of three section of one closed circuit ,the grinding and separation process of Stage grinding stage selecting , hydrocyclone classifier.A rough magnetic separation can throw away 45.67%

11、 separation tailings. After regrinding,rough concentrate can pass the process of a coarse magnetic separation, double concetrations, one scavenging, finally get qualified iron concentrate. Products:the grade of iron concentrate is 54.24%, productive rate is72.26%,and 45.42% for recovery.In the desig

12、n there are five main workshop bluildings, respectively they are: crushing, prescreening intermediate crushing and comminution, check screening, main building,enriching. On the basis of field terrain decorate workshop, effectively use terrain elevation, fully implement the principle of automatically

13、 flowing , reduce power consumption, and then get more economic benefits. Using CAD software, draw general arrangement plan, count quality flowchart, and eight pictures of plant layout, etc, finish the design specification of 20,000 words. Keywords：Vanadiumand titanium magnetite, Stage grinding stag

14、e selecting, Magnetism selects, plant layout 第一章 总 论 第一节第一节 选矿厂概况选矿厂概况 一、设计能力 本次设计为四川省攀枝花密地选矿厂设计，生产能力为 220 万吨/年，原矿为攀枝 花钒钛磁铁矿，选别产品为铁精矿。 二、选矿厂地理交通位置和交通状况 选矿厂位于四川省攀枝花市金沙江北岸的密地片区，北距成都 876Km，南距昆明 507Km。利用山坡建厂，地形为北高南低，自然坡度 11。厂区内有公路和铁路组成 的运输网，交通方便。选矿厂产品为铁精矿，主要供给攀钢炼铁厂、攀成钢、攀钢球 团厂等单位。选矿厂厂区东距成昆铁路攀枝花金江火车站约 8km

15、。金格支线自攀枝花 火车站经过厂区直至格里坪，厂区西边为攀密公路，可与攀枝花市、矿区和金沙江火 车站相连，主厂房现有厂区道路与攀密公路相通。厂区可通过公路直达攀枝花机场， 交通运输甚为方便。 三、矿区气象 攀枝花市属南亚热带北温带的多种气候类型，被称为“南亚热带为基带的立体气 候”。具有夏季长，四季不分明，而旱雨季分明，昼夜温差大，气候干燥、降雨量集中， 日照长（全年 2300 小时2700 小时） ，太阳辐射强（578 千焦/平方厘米628 千焦/平 方厘米） ，蒸发量大，小气候复杂多样等特点。年平均气温 19.720.5。是四川省 年平均气温总热量最高的地区。 年极端最高气温 40 年极端

16、最低气温 -2 雨季 610 月份 干季 11翌年 5 月份 年总降水量最大值 1464.5mm 年总降水量最小值 444.2mm 年蒸发量 2054.32438.6mm 最大蒸发量 300mm 最小蒸发量 100mm 年气压值 881886 毫巴 全年主导风向 东南风 年平均风速 0.91.9m/s 四、居民和农业经济 选矿厂居住以密地片区为中心，居民居住条件良好，平均收入较高，主食、副食 就地解决，建筑材料如砖石、砂、石灰、水泥、钢材、木材等主要品种尽可能就地取 材。 第二节 厂址选择 选厂地处攀西裂谷中南段，属浸蚀、剥蚀中山丘陵、山原峡谷地貌，具有山高谷 深，盆地交错分布的特点，地势由西

17、北向东南倾斜，山脉走向近于南北。 由于攀枝花钢铁（集团）公司有自己的企业铁路网，所以厂址选择考虑距冶炼厂 近，便以下一步的生产，同时亦要考虑考虑水源、交通、居民地形标高等诸多因素， 因此将选矿厂厂址选在密地区的斜坡上，以实现矿浆的自流以降低能耗，选厂远离矿 区，不处在爆破危险区和烟尘危害区。原矿运输为企业铁路运输，铁精矿，主要供给 攀钢炼铁厂、攀成钢、攀钢球团厂等单位采用汽车运输。辅助车间、辅助设备、化验 室、仪表室、机动车间、职工食堂、厂办及文化生活福利设施和居民区的条件均有良 好的安排。 第三节 供水、供电、尾矿处理 一、供水 设计选矿厂的供水水源为金沙江，境内水资源总量可达 1144.1

18、6 亿立方米，其中自 产水量 39.25 亿立方米，过境水量 1104.91 亿立方米。水源充沛，水源泵站由江边浮船 取水、源水输送管线组成。净化站由净水构筑物、供水泵站、生产用水输送管线、生 活用水输送管线组成。 二、供电 设计选矿厂 6kV 高压电源均引自密地变电所，密地变电所现有 110kV 进线三回 （坝密线 1104、青密线 1118、银密线 1105） ，主变容量 240000kVA。 三、尾矿处理 选铁尾矿供钛业公司选钛厂选钛，选钛后的尾矿，经浓缩后由砂泵输送至尾矿坝，尾矿坝位于 金沙江的南岸马家田，与选矿厂主厂房隔江相望，直线距离约 2 公里。 第二章 原矿、试验及产品方案 第

19、一节 原矿性质 设计选矿厂原矿供矿由兰尖矿山和朱家包包矿山配矿供矿，供矿比为 5.5：4.5，矿 石属于钒钛磁铁矿矿石，矿石硬度高。 一、 原矿多元素分析 表 2.1.1 原矿多元素分析结果 项 目TFeFeOFe2O3TiO2V2O5SSiO2Al2O3CaOMgOCo 含量/%31.1421.7320.3711.040.2380.55224.846.266.846.730.0139 二、 矿物组成及嵌布粒度 1、矿物组成 矿物组成以氧化物、硫化物和硅酸盐类矿物为主，其中氧化物：钛磁铁矿、钛铁 矿、赤（褐）铁矿；硫化物：磁黄铁矿、黄铁矿等；硅酸盐类矿物：钛辉石、橄榄石、 斜长石、绿泥石等为主

20、。其中按选矿目的矿物类别及含量分为：钛磁铁矿、钛铁矿、 硫化物、脉石矿物四大类，含量分别为：44.21、9.78、1.92、44.09。 2、主要矿物的特征 钛磁铁矿：是回收的主要铁矿物，并且也是矿石中性质最为复杂的矿物。矿区内 不同矿段、不同矿带、不同的矿体部位、矿石品位不同，矿石结构不同，都使得其矿 物学特征有所不同。其含量在块状及稠密状的富铁矿中比较富集，在稀疏及浸染状矿 石中次之，在围岩夹石中含量较少；其粒度形状在品位高的矿石中自形程度好，多呈 自形或半自形晶，粒径也较粗大（0.35数毫米） ，反之则自形程度较差，以不规则为 主，少量呈自形、半自形或以粗细不一的各种不规则文象状充填于各

21、类硅酸盐矿物之 间而形成“海棉陨铁结构”，并有少量钛磁铁矿呈细小片状充填于钛辉石等的解理缝中， 一些呈细粒状包裹于硅酸岩类矿物中。 钛铁矿：是矿石中的主要金属矿物之一，粒状钛铁矿是回收的主要对象；而钛铁 矿中的片状钛铁矿将进入铁精矿含较多的 TiO2 粒状者一般呈他形晶，少量呈自形、半 自形晶。嵌布粒度粗大，一般 0.11.65 毫米，大者达 2 毫米，主要分布在钛磁铁矿颗 粒之间，或在钛磁铁矿与脉石之间，与钛磁铁矿连生紧密，嵌镶关系简单。由于含有 大量的杂质，使得含铁量（TFe31左右）比理论值（38）低的多，但 TiO2 含量与 理论值（51）接近，质量较好。 赤铁矿：主要为粒状，钛磁铁矿

22、的氧化产物，常沿钛磁铁矿边缘分布，粒度细小， 原生矿中含量极少。 褐铁矿:主要为硫化物及辉石等次生变化而成，粒度较粗，原生矿中极少。 硫化物：该矿物在矿石中的存在形式较多，有不规则粒状、片状、细脉状、竹叶 状等。分布在脉石粒间者比在钛铁矿中的多。分布在钛磁铁矿及钛铁矿中者，主要为 细小乳滴状，大部分为不规则粒状。常见到自形晶，粒度 0.0010.4mm，一般为 0.010.2mm，是石硫、钴、镍、铜的主要赋存矿物。硫化物中主要矿物是磁黄铁矿， 次为镍黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、墨铜矿、方黄铜矿和斑铜矿等。 脉石：是矿石中所有硅酸盐类矿物的统称，是选矿主要排除的矿物。在矿石中脉 石矿物含量与金属矿物

23、（钛磁铁矿）负相关，所以，它是影响矿石质量的主要因素。 由于其中的钛辉石为主要脉石矿物，其内部常含有细粒钛磁铁矿，或在较发育的解理 缝中有片状钛磁铁矿，从而增加了辉石的磁性，使得铁精矿中的脉石主要是钛辉石而 影响精矿质量。 3、矿物嵌布粒度（见表 2.1.2） 表 2.1.2 矿物嵌布粒度表 钛磁铁矿钛 铁 矿硫 化 物脉 石 粒度（mm） 个别累计个别累计个别累计个别累计 2.369.76 2.361.658.718.46 1.651.170.4111.0129.47 1.170.836.336.748.720.3349.8 0.830.5913.5120.2510.8219.5220.98

24、70.78 0.590.41717.5937.8422.7342.2513.9184.69 0.4170.3021.0958.9323.1265.376.2790.96 0.300.2117.8876.8118.8984.2616.075.1596.11 0.210.158.6885.496.0790.3322.0538.121.5597.66 0.150.1045.7091.195.0195.3425.0663.181.0398.69 0.100.074 3.5594.741.3996.7310.7373.910.5199.20 0.070.038 2.7497.480.9397.6616.

25、8590.760.3899.58 -0.0382.52100.002.34100.009.24100.000.42100.00 从表中数据表明：原矿中钛磁铁矿、钛铁矿粒度都比较粗，粒度范围也较广，从 0.0382.36mm，均集中在 0.1041.17mm，属中粗粒嵌布，并以中粒为主；硫化物 的粒度较细，粒度分布从几 m 至 0.30mm，而脉石矿物粒度较粗，粒度分布也较广， 特点是细粒少；即攀枝花钒钛磁铁矿矿物嵌布粒度差异较大，工艺中适宜于粗粒抛尾。 三、元素赋存状态 表 2.1.3 原矿铁、钛化学物相分析表/ 铁化学物相钛化学物相 项 目 磁性铁 赤褐铁 钛铁矿 碳酸铁 硫化铁 硅酸铁 合

26、 计 钛磁铁矿 钛铁矿 硅酸盐 合 计 含 量 20.563.623.300.981.661.4631.585.744.850.7211.31 分 布 率 65.1011.4610.453.105.264.63100.0050.7542.886.37100.00 累积分布 65.1076.5687.0190.1195.37 100.0050.7593.63 100.00 四、结构构造和矿物物理参数 原矿结构以自形至半自形粒状结构、海绵陨铁结构、他形粒状结构为主，构造有 稀疏染状、稠密浸染状和致密块状构造。矿物物理参数见表 2.1.4。 表 2.1.4 主要矿物物理参数表 项 目钛磁铁矿钛铁矿硫

27、化物辉石等长石等 密度/gcm-34.764.684.713.192.66 比磁化系数/10-6cm3/g30280257410011418 第二节 选矿试验研究 本次设计所选用的选矿流程是依据各研究院所，历次的试验结果及密地选厂生产 流程及多次技术改造根据相关规定而决定的。本次设计只是针对铁矿的选别，未涉及 矾和钛所以文中对于钒和钛的研究和试验省略。 一、阶磨阶选扩大连选试验 为提高选矿厂铁精矿品位，长沙矿冶研究院经过 8 个月的时间进行了提高攀枝 花选矿厂铁精矿品位的研究 ，在长沙矿冶研究院中间试验室进行了阶磨阶选扩大连选 试验，试验流程采用：磨矿螺旋分级磁选细筛分级磁选磁选流 程，分别进

28、行了铁精矿为 53%、54%和 54%的扩大连选试验；其试验结果见表 2.5。 表 2.2.1 阶磨阶选流程扩大连选试验结果表 精矿品位 处理量 /Kgh-1 一段磨 矿细度(- 200 目) /% 一段磨 矿细度(- 200 目) /% 原矿 品位 /% 精矿 产率 /% TFe/%TiO2/% 尾矿 品位 /% 精矿 回收率 /% 备注 83.7731.7043.6031.9246.6553.3312.6313.2077.94试样 I 76.7337.3052.0031.9245.3854.2312.6613.3977.09试样 I 77.3236.7053.6032.8646.7554.

29、1213.1314.2076.99试样 II 38.9649.3062.3032.0843.2055.2212.6714.4874.37试样 I 从扩大连选试验结果表明：采用阶磨阶选流程能够有效的提高攀枝花矿的铁精矿 品位，但当生产铁精矿品位在 55%以上时，流程处理原矿能力大幅度减低，同时回收 率和产率均减低较大。 二、两段磨矿、粗精矿再磨再选工业试验 根据长沙矿冶研究院对攀枝花钒钛磁铁矿进行的阶磨阶选试验结果表明，粗精矿再磨到-200 目 含量 70%左右，可以使铁精矿品位提高到 54%以上。 表 2.2.2 精矿再磨工业试验考查结果表 原矿品位/%粗选精矿/% 一次精选 精矿品位 /%

30、二次精选 精矿品位 /% 总尾 /% TFeTiO2TFe-200 目TFeTiO2TFeTFe 30.9211.5613.6234.1353.4712.9554.3413.62 精矿再磨试验结果表明：（1） 、采用两段磨矿，粗精矿再磨再选工艺流程，精矿 品位可以从 52.80%提到 54.13%，提高了 1.33 个百分点；原矿台时平均为 90.87t/h。 （2） 、在原矿品位 TFe30.92%、TiO211.56%时,经过二段磨矿、二次精选，可 选出精矿品位 54.49% 、TiO212.91%。精矿产率 42.32%，金属回收率 74.58%，选矿比 2.36，精矿中-200 目含量 59.67%。 三、 阶磨阶选工业试验 根据长沙矿冶研究院所做的提高攀枝花选矿厂铁精矿品位的研究和选矿厂所 做的两段磨矿、粗精矿再磨再选工业试验 ，为进一步研究阶磨阶选流程在密地选矿 厂的应用前景，攀钢集团矿业于 2003 年 12 月正式立项进行阶磨阶选工业试验研究， 经过几个月的工业试验改造，于 2004 年 8 月2004 年 11 月进行了工业试验；其工业 试验流程采用磨矿旋流器分级磁选粗粒抛尾粗精矿再磨旋流器（+高频细筛） 分级一段精选二段精选扫选过滤的阶磨阶选流程。 第三节 选矿流程及选矿指标确定 一、破碎流程 破碎与磨矿是选矿厂生产中电耗、钢耗、生产成本和基建投资最高的工