选矿厂厂设计01

1、选矿厂设计授课教师：崔广文化学与环境工程学院,主要内容,1 绪论 2 选矿厂设计的前期工作 3 选矿厂设计基础资料 4 选矿厂规模的划分与工作制度 5 工艺流程的设计 6 主要工艺设备的选择和计算 7 辅助设备和设施的选择与计算 8 总平面布置和厂房设备配置 9 选矿生产过程计量、检测和自动控制 10 选矿厂设计概算和财务评价,参考文献,教材：冯守本 选矿厂设计 冶金工业出版社 1996 周龙廷 选矿厂设计 中南大学出版社 2006 段希祥 碎矿与磨矿（第二版） 冶金工业出版社 2006 丘继存 选矿学 冶金工业出版社1987 胡岳华 冯其明 矿物资源加工技术与设备 科学出版社 2006 王淀

2、佐 等 资源加工学 科学出版社 2005,设计 Design 设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。 人类通过劳动改造世界，创造文明，创造物质财富和精神财富，而最基础、最主要的创造活动是造物。设计便是造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。 指设计家有目标有计划的进行艺术性的创作活动。设计大部份为商业性质、少部份为艺术性质。 根据工业设计师 Victor Papanek 的定义，设计（design）是为构建有意义的秩序而付出的有意识的直觉上的努力。更详细的定义如下： 第一步：理解用户的期望、需要、动机，并理解业务、技术和行业上的需求和限

3、制； 第二步：将这些所知道的东西转化为对产品的规划（或者产品本身），使得产品的形式、内容和行为变得有用、能用，令人向往，并且在经济和技术上可行。（这是设计的意义和基本要求所在） 这个定义可以适用于设计的所有领域，尽管不同领域的关注点从形式、内容到行为上均有所不同。,1 绪论,1.1选矿厂设计的意义、目的和要求 1.1.1意义 矿山建设重要的关键环节 （1）为项目决策提供科学依据 （2）为项目实施提供设计文件 （3）科学技术转换为生产力的枢纽,1.1选矿厂设计的意义、目的和要求,1.1.2 目的 根据矿石特性、选矿试验成果和要求，进行以下内容 （1）确定合理的工艺流程 （2）选择适宜的工艺设备

4、（3）进行合理的设备配置 （4）设计合理的工艺厂房 （5）配备必要的劳动定员 （6）充分考虑及精心设计资源综合回收与利用、环境保护、辅助设施、厂房结构,1.1选矿厂设计的意义、目的和要求,1.1.3要求 （1）设计必须按照国家建设规定的基本程序进行，所需条件必须具备，所需资料必须齐全，设计文件必须符合相应设计阶段的内容和深度； （2）设计原则和方案的确定应符合国家工业建设的有关方针、政策和规定，以及规程和规范 （3）设计工艺流程和指标应具有一定的先进性和可靠性，并注重矿产资源的综合利用 （4）尽量采用高效率、低能耗的系列化设备 （5）注意环境保护和安全生产,1 绪论,1.2 选矿厂设计工作步骤

5、 以选矿工艺专业为主体，其它有关专业相辅助，共同完成的整体设计。大体分为三个阶段：P3 （1）设计前期工作阶段 编制项目建议书、可行性研究报告、矿石试验研究、厂址选择。 （2）初步设计阶段和施工图设计阶段 （3）配合施工和试生产阶段,1 绪论,1.3 选矿厂设计文件内容 初步设计文件通常分成四卷：说明书、设计图纸、设备表、概算书 涉及专业：选矿、土建、总图运输、给排水、电力、电讯、自动化仪表、采暖、机械、环保、技术经济及概算,1.3 选矿厂设计文件内容,设计说明书主要内容 （1）总论和技术经济篇 （2）工艺篇 （3）总图运输篇 （4）土建篇 （5）电力、自动化仪表和热力篇 （6）给排水、尾矿和

6、采暖通风篇 （7）机修设施和化验室篇 （8）环境保护篇 （9）概算篇,设计说明书中工艺篇主要内容,（1）概述 （2）矿床、矿石类型及供矿条件 （3）工艺矿物研究 矿物结构及性质分析 （4）选矿试验研究 （5）产品方案和设计流程 （6）工作制度和生产能力 （7）主要设备选择与计算 （8）辅助设施 （9）自动控制、通讯和信号 （10）技术检查 （11）试验室、化验室和试料加工室（制样室） （12）厂房布置和设备配置 （13）节能、环保、卫生防护和安全技术 （14）存在问题和建议 （15）图纸 厂房设备配置图 设备安装图 非标构件制造安装图 配管图 （16）附表,1 绪论,1.4 选矿专业委托相关专

7、业的主要内容P6 1.5 选矿设计的发展趋势 （1）设备能量低耗化 （2）设备规格大型化 （3）生产过程自动化 （4）设计过程电脑化,2 选矿厂设计的前期工作,2.1 项目建议书 2.1.1编制项目建议书的目的和作用 （1）为项目的初步决策提供依据 （2）为可行性研究奠定基础 2.1.2项目建议书的内容 11方面内容P8,2 选矿厂设计的前期工作,2.2 可行性研究 2.2.1目的和任务 （1）通过深入的技术经济论证确认项目投资的综合效果，为建设项目的正确决策提供可靠的依据。 （2）为确定建设项目及编制设计文件提供依据。 基本任务：对建设中的原则问题进行分析论证，对选矿厂是否建设、如何建设做出

8、结论。 2.2.2 可行性研究内容 11项内容P8 2.2.3 选矿专业在可行性研究中的工作内容 10项内容P9,2 选矿厂设计的前期工作,2.3 厂址选择 2.3.1厂址选择的意义与方法 贯彻工业建设的各项方针政策，满足工艺要求，体现生产生活的长期合理性 方法是在主管部门或建设单位的组织下，会同当地政府、有关专业职能机构及设计单位有关人员对可能的厂址共同进行现场勘察，收集有关资料。在此基础上提出几个厂址方案，经综合性技术比较推荐最佳厂址方案 2.3.2原则 12条P9,2.3 厂址选择,2.3.3厂址方案的比较和厂址选择报告 比较项目见表2-3-1和表2.3-2 厂址选择报告内容 6项内容P

9、10,3 选矿厂设计基础资料,3.1设计用的基础资料 选矿厂设计用的基础资料主要包括 10项内容 （1）矿床地质勘探报告 （2）选矿试验报告 （3）工程地质、水文地质、气象、地震、地形图等资料 （4）水、电、交通、机修、燃料供应、征地拆迁等协议书 （5）企业建设规划、项目建议书、厂址选择报告、可行性研究报告 （6）矿床储量及分布、矿石性质 （7）采矿方法、开拓方案、规模、服务年限等矿井生产资料 （8）设备资料、原材料、浮选药剂来源、性能及价格 （9）产品用户及其对产品质量要求，产品运输情况 （10）建厂地区环境评价报告及选矿“三废”治理要求。,3 选矿厂设计基础资料,3.2选矿试验要求 3.2

10、.1 矿样的代表性 3.2.2 选矿试验规模和内容 表3.2-1 （1）实验室试验 可选性试验、实验室小型流程试验、实验室扩大连续试验 （2）半工业试验 （3）工业试验 选矿试验报告内容 9部分P14,4 选矿厂规模的划分与工作制度,4.1 选矿厂规模和服务年限 选矿厂规模就是每年（每天、每小时）处理原矿数量 服务年限就是选矿厂可工作的年数 30年 确定选矿厂设计规模的原则 （1）资源及产品需要量（矿石储量及可开采条件等） （2）建厂条件（运输、厂址、供水、供电、资金） （3）一次建厂还是分期建厂 分散建厂还是集中建厂 （4）选矿厂服务年限,4 选矿厂规模的划分与工作制度,4.2选矿厂工作制度

11、和主要设备年作业率 （1）工作制度 选矿厂工作制度是指对各车间设备运转工作时间的规定，是根据各车间设备年作业率确定的。 破碎车间应与采矿、供矿一致，连续或间断；磨矿、选别车间可采用连续工作制 一天3班，每班8小时 （2）设备作业率 设备年作业率是指各车间设备全年运转小时数与全年日历小时数（365*24h)之比。 设备全年实际运转小时数，一般取决于设备的质量、设备的装备水平、生产管理水平、原矿供应、水电供应，以及检修能力等因素。,4 选矿厂规模的划分与工作制度,4.3 处理量的计算 选矿厂的处理量是指各车间年、日和小时处理量，即破碎车间和主厂房年或日处理原矿量。 有色金属矿选矿厂，常用日处理原矿

12、量表示选矿厂规模；黑色金属矿选矿厂，常用年处理原矿量表示选矿厂规模。重选厂的规模是指日处理合格原矿量（即选出部分废石后的原矿）。 设计小时处理量，可根据各车间的年或日处理量及其工作时数计算。 计算见P16,思考题,1 选矿专业编制的选矿厂设计工艺篇包括哪些主要内容？ 2 选矿厂初步设计文件包括哪几部分？ 3 选矿厂设计包括哪些内容？ 4 简述选矿厂设计的发展趋势。 5 简述选矿厂设计前期工作内容 6 简述项目建议书的内容 7 厂址选择有哪些基本原则？ 8 选矿厂设计用的基础资料有哪些？ 9 选矿试验规模如何划分？考虑哪些因素？ 10 选矿试验报告内容包括哪些？ 11 某选矿厂年处理原矿石500

13、万吨，工作制度为2班生产，每班工作7小时，试计算主要设备作业率及日处理量、小时处理量。,5 工艺流程的设计,5.1 影响工艺流程选择的因素 （1）产品方案、产品质量指标、综合回收及综合利用 （2）预先富集 手选、重介选、磁滑轮、洗矿等 （3）节约能耗 多碎少磨 在保证矿物充分解离前提下避免过粉碎 （4）选矿厂规模 小型简单工艺、大型复杂工艺 （5）建厂地区的气候和技术经济条件 干旱寒冷采用用水少的流程 （6）环境保护 粉尘、噪音、毒物、废水、废渣、放射性物质等应符合国家规定的标准 工艺流程的选择应在充分试验的基础上，结合上述各种因素进行多方案经济比较，选出最优方案。,5 工艺流程的设计,5.2

14、 碎磨流程的制定与计算 5.2.1碎磨流程及影响碎磨流程选择的因素 碎磨是矿石入选前的准备作业，是实现有用矿物单体分离，提供经济而合适入选粒度的重要手段。碎矿磨矿车间的投资占整体投资的60%以上，碎磨流程选择非常重要。 常用的碎磨原则流程：破碎-球磨-球磨；破碎-棒磨-球磨流程；破碎-棒磨-砾磨流程；破碎-球磨流程；单段自磨流程；自磨（或半自磨）-球磨流程；自磨-砾磨流程；单段半自磨流程等。 影响因素 （1）矿石性质 P18 （2）设备性能 （3）能耗与钢耗 （4）流程方案的投资和生产费用,5.2 碎磨流程的制定与计算,5.2.2破碎筛分流程的制定与计算 5.2.2.1破碎筛分流程的制定 破碎

15、筛分作业的主要任务是：为磨矿作业准备最适宜的给矿粒度；为粗粒矿物选别作业准备最佳的入选粒度；为高品位铁矿、冶炼、建筑等提供适宜的使用粒度。 破碎筛分常用的单元流程有五种 图5.2-1 ab为开路破碎cde闭路破碎 A 破碎段数的确定 破碎段数主要取决于原矿最大粒度与破碎最终产物的粒度，即取决于要求的总破碎比。 原矿粒度与采矿有关 表5.2.2 最大粒度2001400mm 破碎最终粒度则根据用途而定 表5.2.3 表5.2.4 产品粒度1020mm 最大破碎比 140 破碎机破碎比范围48 只有多段破碎才达到粒度要求。破碎机破碎比范围见表5.2-5,5.2.2.1破碎筛分流程的制定,B预先筛分和

16、检查筛分的应用条件 （1）预先筛分 优点是预先筛除细粒，可防止矿石过粉碎，减少破碎机入料量，相对提高破碎机处理能力。 缺点是增加厂房高度和基建费用 一般原矿中细粒含量较高时及水分较大时（大于5%），宜采用预先筛分。否则不采用。 （2）检查性筛分 检查筛分的目的在于控制破碎产品的粒度和充分发挥破碎机的生产能力。 优点是保证破碎产品粒度；缺点是工艺复杂，投资增多。 一般对破碎产品粒度要求严格时，需设检查筛分。多段破碎时前段不采用。 破碎机排料中过大颗粒含量与相对过大粒度系数的关系 表5.2.6,5.2.2.1破碎筛分流程的制定,C 洗矿作业的应用条件 当矿石中含泥量多（6%以上）、水分大于5%时

17、需要洗矿 洗矿次数和方法选择参考表5.2-7 由表可知，按矿石中含粘土的性质将其分为易洗、中等可洗、难洗三类，设计时应结合矿床赋存的条件、矿物组成、矿石的物理性质及可洗性，参考现用合理选择。 工序复杂，难于管理、基建费用高。一般可以和预先筛分合用。,5.2.2破碎筛分流程的制定与计算,5.2.2.2破碎筛分流程计算 破碎筛分流程计算的目的在于确定出各破碎、筛分产物的绝对矿量（即产量t/h）和相对矿量（即产率%）。为设备选择提供依据。 流程计算原则：进入各作业的矿量和各作业排出的矿量相等，建立平衡方程式求得各作业环节的矿量及产率。 A、流程计算所需原始资料 （1）破碎车间处理能力（选矿厂规模t/

18、h） （2）原矿最大粒度和破碎最终产品粒度 （3）矿石物理性质：矿石硬度、松散密度、含泥含水量等 （4）原矿、各段破碎机破碎产物粒度特性曲线（可通过试验测得，也可参照典型粒度特性曲线）图5.2-2图5.2-5 （5）各段筛分作业的筛孔尺寸和筛分效率,A、流程计算所需原始资料,（5）各段筛分作业的筛孔尺寸和筛分效率 筛分效率：粗碎和中碎前预先筛分使用固定条筛时，其筛分效率为5060% 中、细碎前预先筛分及产品检查筛分使用振动筛时，筛分效率为8085% 筛孔尺寸：固定棒条筛筛孔大于50mm，检查筛分若是方孔时，一般为破碎产物最大粒度的1.2倍，此时破碎机排矿口一般不大于0.8倍产物最大粒度。,5.

19、2.2.2破碎筛分流程计算,B、流程计算步骤 （1）确定工作制度，计算破碎车间小时生产能力 （2）计算总破碎比及分配各段破碎比 （3）计算各段破碎产物的最大粒度 （4）计算各段破碎机的排矿口宽度（b)，开路破碎机的排料口按b=dmax/Z计算，闭路破碎机 b=0.8dmax （5）确定各段筛子的筛孔尺寸和筛分效率 （6）计算各产物的矿量和产率 （7）绘制数量流程图 C、各单元流程计算方法 D、计算实例P26,5.2 碎磨流程的制定与计算,5.2.3磨矿分级流程制定与计算 5.2.3.1磨矿分级流程的制定 磨矿流程类型：基本作业-磨矿和分级 分级作业分为预先分级、检查分级、控制分级。有一段磨矿、

20、两段和多段流程；有开路和闭路磨矿流程。 常用的一段磨矿单元流程见图5.2-8 制定磨矿流程主要解决磨矿段数、开路还是闭路磨矿、是否需要设置控制分级等问题。 A、各种分级作业的应用条件 预先分级：目的在于分出给矿中已经合格的粒级，从而相对提高磨机的处理能力；或预先分出矿泥和有害可溶性盐类，以利于分别处理，提高选分指标。一般只有给矿粒度小于68mm，其中合格粒级含量大于15%时，考虑用预先分级。,5.2.3.1磨矿分级流程的制定,A、各种分级作业的应用条件 检查分级：目的保证磨矿产物粒度合格，一般磨矿均设检查分级 控制分级：目的是通过一段磨矿获得更细的溢流细度。根据需要设置 B、磨矿段数的确定 磨

21、矿段数的确定主要是依据矿石可磨性、矿石粒度嵌布特性及选分工艺流程结构等条件而定。一般通过试验确定，设计时应根据试验报告中提供的数据结合建厂规模确定。P29,5.2.3磨矿分级流程制定与计算,5.2.3.2磨矿分级流程的计算 计算原则是各作业进入矿量与排出产物矿量平衡的关系，建立方程式，计算出各产物的矿量qi和产率r。 A、计算流程用的原始资料 （1）磨矿车间的生产能力，即为流程中实际进入磨矿作业矿量 （2）要求的磨矿细度 一般根据试验报告选取 （3）磨机适宜的循环负荷C 磨机循环符合能加速合格产品的排出，缩短物料在磨机中的停留时间，相应提高磨机的处理能力。循环负荷值一般根据工业试验确定，否则，

22、按表5.2.9选取。 （4）磨矿分级流程计算中根据磨矿细度的要求，确定一合适粒级作为计算级别。一般以-200目（0.074mm）作为计算级别。原矿和各产物中计算级别的含量可取自试验数据，或类似选矿厂的生产数据，否则，参考表5.2.10和表5.2-11选取。 （5）两段磨矿时，需要合理地确定第二段磨机容积与第一段磨机容积之比值m，以及按新生成计算级别的单位生产能力之比值K。两段全闭路磨矿m=1，一段开路m=23，连续磨矿K=0.80.85，磁铁矿厂K=0.50.7,5.2.3.2磨矿分级流程的计算,B、磨矿分级流程计算方法 （1）一段磨矿流程的计算方法见表5.2-12 （2）两段磨矿流程计算P3

23、2 （3）计算步骤 1）确定主厂房工作制度，计算磨矿车间的小时处理量； 2）确定给矿和各产物中计算级别的含量 3）确定循环负荷量C 4）确定磨机容积比m和单位容积生产能力比K 5）计算各产物的矿量和产率 6）绘制数量流程图 C、计算实例 P34,5 工艺流程的设计,5.3 选别流程的制定 选别流程设计的主要依据是选矿试验报告中所推荐的选别流程。 考虑到矿山开采前采集矿样的困难条件，以及试验条件与生产过程的差异，设计者应根据自己的经验和类似矿石选矿厂的生产实践和精矿销售情况，对选矿试验进行评价，以确定合理的选别流程和产品方案 5.3.1 制定选别流程的基本原则 （1）可靠、高效和低耗是确定工艺流

24、程的根本原则 （2）当原矿中含泥和废石较高时，确定是否采用洗矿和预选工艺 （3）确定流程结构时，应根据矿石嵌布粒度特性和实验结果，优先考虑采用阶段磨矿阶段选别流程，及时选出合格精矿，抛弃尾矿。 （4）对有价值的伴生元素，通过试验，采取有效工艺合理回收 （5）注意环境保护,5.3 选别流程的制定,选别流程类型 处理矿石类型不同其工艺流程和选别方法不同。 单一选矿方法流程：浮选、重选、磁选、氰化等 联合选矿方法流程：重选-浮选、浮选-磁选、浮选-磁选-重选、浮选-氰化等。 5.3.2浮选流程 浮选有色金属、非金属、煤炭等有效分选方法 5.3.2.1单一金属矿石浮选原则流程 类型: （1）一段浮选原

25、则流程（一段一循环a、一段两循环b） （2）两段浮选原则流程（粗精矿再磨c、尾矿再磨d 、中矿再磨e） （3）三段浮选原则流程（富尾矿再磨再选+中矿再磨再选f 、富尾矿再磨再选+尾矿再磨再选g),5.3.2.1单一金属矿石浮选原则流程,选择 单金属矿浮选原则流程的选择，主要取决于有用矿物的嵌布粒度特性和泥化特性。 粒度嵌布特性：粗粒嵌布、细粒均匀嵌布、粗细不均匀嵌布、复杂不均匀嵌布和集合嵌布 （1）粗粒嵌布矿石。宜用一段一循环流程 a （2）细粒均匀嵌布矿石。因矿石嵌布粒度细而均匀，一段只能分出部分解离体，大部分呈现连生体存在，宜用中矿再磨两段浮选流程e （3）粗、细不均匀嵌布矿石。因嵌布粒度

26、有粗粒，又有细粒，一段可以得出部分合格精矿，细粒连生体再磨再选，宜用尾矿再磨两段浮选原则流程或三段浮选原则流程dgh （4）复杂不均匀嵌布矿石。因嵌布粒度极不均匀，而且解离范围很宽，宜用三段浮选原则流程gh （5）集合嵌布矿石。因有用矿物都包含在较大的集合体内，粗磨时容易使集合体与脉石分开，宜用粗精矿再磨两段浮选原则流程或中矿再磨两段浮选原则流程ce （6）泥化及可溶性盐类矿石。因矿泥与矿砂的选别工艺常有差别，宜用泥砂分选的一段两循环浮选原则流程b,5.3.2浮选流程,5.3.2.2多金属矿石浮选原则流程 类型 （1）直接优先浮选原则流程a （2）全混合浮选原则流程defg （3）部分混合浮选

27、原则流程bc 选择 选择多金属矿浮选原则流程时，除了考虑嵌布粒度特性对流程的影响外，还要注意各种矿物的可浮性及其他因素对流程选择的影响。 （1）原矿品位高、脉石含量少、粗粒嵌布；或矿石性质简单、有用矿物的可浮性差异大、易于分离；或含有大量致密的多金属硫化矿时，宜采用直接优先浮选原则流程a （2）原矿品位中等；或贫而粗的集合嵌布；或含有少量多金属硫化矿等时，宜用全混合浮选原则流程。Defg （3）具有等可浮性的复杂多金属矿石，易用部分混合浮选原则流程bc 参考P37,5.3.2浮选流程,5.3.2.3原则流程中各浮选循环的内部结构 浮选流程内部结构是指粗选、精选、扫选次数和中矿返回地点等 （1）

28、粗选次数。取决于有用矿物含量和可浮性的差异，一般一次粗选 （2）精选次数。取决于原矿品位、矿物可浮性和精矿质量要求。原矿品位低、可浮性好、精矿品位要求高，精选次数就多。 （3）扫选次数。原矿品位高、可浮性差、精矿质量要求不高，为了保证回收率，增加扫选次数。 （4）中矿返回地点。一般有：中矿顺序返回、中矿任意返回、中矿集中返回和中矿集中处理。对于可浮性差、精矿质量要求不高时，宜用中矿顺序返回方案，反之，宜用中矿任意返回或中矿几种返回方案；如果中矿含有水、泥及药剂多，可浮性差，有局部氧化，连生体多，宜用中矿单独处理方案。 如何选择，根据选矿试验结果决定,5.3 选别流程的制定,5.3.3磁选流程

29、磁选流程被广泛用于磁铁矿石的分选 流程类型有：一段、两段和三段流程。图5.3.3所示为两段和三段磁选流程 流程的选择 主要取决于磁铁矿的嵌布粒度，当磨矿细度大于0.2mm时，常用一段磨矿磁选流程；磨矿细度小于0.2mm时，采用两段磨矿两段磁选的流程；若粗磨粗选可丢弃尾矿，则可用粗精矿再磨的阶段选别流程；矿石中含有强磁性和弱磁性矿物时，可用弱磁-强磁选别流程。,5.3 选别流程的制定,5.3.4重选流程 重选法是有色金属、贵金属、黑色金属及稀有金属矿石的粗选方法之一。尤其用于钨锡矿石的分选。在重选过程中富集比重大的伴生矿，然后再精选。 图5.3-4为三个粗选重选流程 重选流程的特点是由多种设备组

30、合，按粒级分选，泥、砂分别处理。 处理原生钨锡矿石，为避免在解离过程中发生粉碎损失，多采用多种工艺设备结合的阶段磨矿、多段选别流程a 处理陆地的冲积砂矿和海滨砂矿的流程，由于由于矿物颗粒呈松散状态，因此在选别之前不需要进行破碎和磨矿，通常是先进行筛分除去粗粒砾石，然后送去选别bc。 处理属于残积和坡积的砂矿，因有部分有用矿物尚未单体解离且含有大量矿泥，故常需进行洗矿及破碎磨矿处理。,5.3 选别流程的制定,5.3.5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，可根据矿石性质（物理、化学、物理化学等），选择联合流程。 重选-浮选 煤炭 金矿 磁选-重选-浮选 磁铁矿 弱磁-强磁-重

31、选-浮选 含有强磁性和弱磁性铁矿 重选-浮选-磁选-电选 钨矿精选厂回收伴生矿物 重选-浮选-化学选 金矿精选 洗矿-浮选-磁选 蓝晶石矿物分选 联合流程的选择同样是根据矿石性质进行试验，根据试验结果确定分选流程，目的就是最大限度回收有价矿物。,5 工艺流程的设计,5.4 选别流程的计算 选别流程计算内容：各产物产率、重量、回收率、品位、等 重量、产率、回收率为矿量的分配指标 品位、富集比、选矿比为计算指标 计算目的：通过流程计算，求得各产物的产率和重量（数质量），为选择设备、矿浆流程计算提供资料 计算原理：进入各作业的矿量或金属量，等于该作业排出量或金属量，即物料数质量平衡原理。 5.4.1

32、流程指标确定的原则 为了计算指标，必须已知一定条件，这些已知条件为原始指标。对于某一方程式，已知条件不够，成为方程；条件过多，造成矛盾方程。 原始指标确定很重要。,5.4 选别流程的计算,5.4.1流程指标确定的原则 5.4.1.1计算原始指标数 计算成分C：流程计算的原始质量和数量指标 破碎流程C=1 单金属C=2 两种金属C=3 三种金属C=4 P43 5.4.1.2原始指标数的组成 常用有按相对值表示的指标，即产率、品位、回收率 原始指标数应为产率、品位和回收率数之和 P44,5.4.1流程指标确定的原则,5.4.1.3 原始指标确定的原则 （1）所选原始指标，应是生产中最稳定、影响大而

33、且必须控制的指标。 1）两种产品的选别作业，应选择精矿品位和回收率，特别是最终精矿的回收率和品位。 2）三种产物的选别作业，除选择精矿品位和回收率外，还要选择中矿的产率和品位 3）四种产物的选别作业，除选择精矿品位和回收率外，还要选择次精矿品位和回收率。中矿产率和尾矿的回收率。 （2）脱泥、水力分级等作业，在流程中只有粒度组成变化，而无品位的变化，所以不能按金属平衡计算产率。只能通过筛析或水析得出各产物的产率和相应的品位。 （3）在一个选别产物中，不能同时选择产率、品位和回收率为原始指标。 （4）认真考察选矿试验数据准确性及代表性。只有符合要求的试验报告中的数据才可选为原始指标。,5.4 选别

34、流程的计算,5.4.2单金属矿石选别流程计算 （1）两产物选别作业 （2）三产品选别作业 （3）四种产物选别作业 计算的顺序应根据原始指标组成而定，首先计算出最终产物指标，然后根据结构按工序自上而下，依次列出平衡方程，算出各产物的全部指标 （4）流程计算实例P46 （5）计算步骤 1）计算原始指标数（已知给矿指标） 2）原始指标分配 3）计算各产物的产率 4）计算各产物的重量 5）计算各产物回收率 6）绘制数质量流程图,5.4 选别流程的计算,5.4.3多金属矿石选别流程计算 多金属矿石的选别流程，根据金属种类多少分为两种金属、三种金属或三种以上金属的选别流程。其流程结构有混合浮选和优先浮选流

35、程之区别。因此，多金属矿石流程的计算比较复杂，且金属种类越多越复杂。 计算时多采用建立平衡方程式，利用线性方程组解法（计算机计算）求出各产物的计算指标。 计算步骤： 对于直接优先浮选流程，首先按多金属平衡式，根据最终产物的品位求出最终产物的产率和回收率，然后分别对每个选别循环进行计算。各选别循环中按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，在计算该循环中非主要成分的回收率及未知品位。 对于混合浮选流程的计算，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。 计算实例P50,5 工艺流程的设计,5.5矿浆流程的计算 5.5.1

36、计算内容、目的、原理 计算内容：磨矿和选别流程中各作业或产物的水量、补加水量、矿浆体积和单位耗水量。 计算目的：为供水、排水、脱水、扬送和分级的设计计算、设备选型提供依据。 计算原理：进入某作业的水量之和，等于该作业排出的水量之和；进入某作业的矿浆量之和，等于该作业排出的矿浆量之和。即水量平衡原理,5.5矿浆流程的计算,5.5.2 计算用原始指标的选择 矿浆流程计算用原始指标，应是选择在操作过程中最稳定和必须加以控制的指标。 （1）适宜的作业浓度和产物浓度 （2）含水量稳定的产物浓度 （3）在生产过程中某作业的补加水量 参考表5.5.1和5.5-2数值，由于条件不同，同类产物的浓度也有很大差别

37、。确定指标时应考虑以下因素： （1）密度大的矿石，其浓度大些。 （2）块状和粒状的矿石，其浓度大些。 （3）品位高而易浮的矿石，其浓度应大些。 （4）洗矿用水，应根据矿石的可洗性,5.5矿浆流程的计算,5.5.3计算步骤 （1）根据选矿试验资料和类似矿石选矿厂的生产资料，或参考表5.5.1和5.5.2，确定最合适的各作业和各产物的浓度、各作业补加水的单位定额。 （2）根据浓度，计算液固比 （3）计算各作业、各产物的水量 （4）按各作业水量平衡方程式，算出各作业的补加水量。 （5）计算各作业的矿浆体积 （6）计算选矿厂总排水量，并将结果填入表中（水量平衡表） （7）计算选矿厂工艺过程耗水量（总补

38、加水量） （8）计算总耗水量 （9）计算单位耗水量（处理吨矿石消耗水量） （10）将计算结果填入表4-13和表4-14中 （11）绘制矿浆流程图 5.5.4计算实例（参考书P59）,6 主要工艺设备的选择和计算,6.1工艺设备选择和计算的一般原则 （1）选用的设备必须适应矿石（或矿浆）的物理、化学性质和工艺条件；必须满足对生产能力和产品质量的要求。 （2）选用的设备必须是工作性能可靠、操作方便、维护简单、生产费用低、备品备件易于解决的国家定型产品或经过鉴定确认可推广使用的新设备。 （3）尽量选用与建厂规模相适应的大型设备，减少设备数量和系列数，以降低基建投资和生产费用，便于实现自动控制和管理。

39、 （4）同一作业应选用同一类型和规格的设备，设备台数应与设置的系列数相适应，以便于设备配置、生产操作和维修。 （5）当设备串联配置时，下段设备的生产能力不应小于上段。 （6）选择磨机及螺旋分级机时一般不考虑备用，但对于使用周期短的设备，为保证整个系统正常生产应考虑适当的备用系数，如水力旋流器为2050%，过滤机2025%，泵为50100%。 （7）当设备选择存在多方案时，应通过技术经济比较。 （8）设备生产能力一般按公式计算（经验、理论）或按设备样本数据选取。有条件时应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，并留有余地。,6 主要工艺设备的选择和计算,6.2破碎设备

40、6.2.1破碎设备的选择 破碎设备类型和规格的选择必须适应矿石的物理性质，满足处理能力和产品粒度的要求，并考虑设备配置方面的因素。 与矿石破碎性能有关的物理性质主要是：硬度、密度、粘性、含粘土量、水分及给矿中最大粒度等。 给矿粒度确定给矿口宽度。 破碎设备分粗碎、中碎、细碎 破碎流程分开路破碎、闭路破碎 复习矿石性质及破碎设备类型应用,碎矿和磨矿阶段划分,阶段名称 给矿最大粒度（mm) 产品最大粒度(mm) 碎矿：粗碎 1500300 350100 中碎 350100 10040 细碎 10040 3010 磨矿：粗磨 3010 1.00.3 细磨 1.00.3 0.10.075以下,通常用石

41、英代表中等硬度的矿石，它的可碎性系数和可磨性系数都是1，硬矿石的强度大，可碎性系数和可磨性系数都小于1，破碎机械处理它的生产率比处理中硬矿石的低。软矿石的强度小，这两种系数都大于1，破碎机械处理它的生产率就比处理中硬矿石的大。,应当指出，矿石的力学性质是不均匀的。不同矿物集合体之间的结合力比同种矿物内部的结合力要小；在同样的矿物集合体内，晶体面上的结合力比晶体内部的要小。再加上形成矿物的不连续性与不均匀性，以及开采时对矿物受力形成的裂纹的影响。一般来说，随着物料粒度的减小，以上提到的引起矿物强度降低的因素也减少，故细矿粒的强度较高，也就是矿粒愈细愈难磨碎。,破碎作业分类,破碎作业按其在选矿(煤

42、)上艺中的作用不同可分为：准备破碎( 分选前)；最终破碎(分选后)。 破碎作业按破碎产物的粒度不同分为：粗碎、中碎、细碎与粉碎 破碎作业按其所消耗的能量形式不同分为：机械能破碎，即用机械力破碎物料；非机械能破碎，即应用电能、热能等进行破碎。选煤厂和选矿厂主要是采用机械能破碎。,破碎机械的施力情况，可以分为压碎、劈开、折断、磨剥和冲击等, 挤压破碎 图 1-3-1 (a) 物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力作用而破碎。这种方法大多用于脆性、坚硬物料的粗碎。 劈裂破碎图l-3-l(b)用一个尖棱( 或平面)和一个带有尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石将沿压力作用线的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平

43、面仁的拉应力达到或超过矿石拉伸强度极限。由于矿石的拉伸强度极限比抗压强度极限小很多，因此，在其他条件相同情况下，劈裂破碎比挤压破碎所需的压力小。 折断破碎图1-3-1 ( c )一一矿石受弯曲作用而破碎。被破碎的矿石被视为承受集中载荷的两支点梁或多支点梁。当矿石内的弯曲应力达到矿石的弯曲强度时，矿石即被折断。 研磨破碎图1-3-1 (d)矿石与运动的工作面之间存在相对运动而受一定的压力和剪切力作用。当剪切应力达到矿石的剪切强度时，矿石即被粉碎。研磨破碎多产生细粒，效率低、能量消耗大。这种方法多用于小块物料的细磨。 冲击破碎图1-3-1 (e)物料受到足够大的瞬时冲击力而破碎，其破碎效率高、破碎

44、比大、能量消耗少。这种方法主要用于脆性物料的破碎。,6.2.1破碎设备的选择,6.2.1.1粗碎设备的选择 硬矿石、中硬矿石选择颚式破碎机或旋回破碎机 非金属矿或软矿石采用反击式破碎机或锤式 颚式破碎机的主要优点：结构简单、重量轻、价格低廉、便于维修和运输、外形高度小、需要厂房高度较小；在工艺方面，其工作可靠、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。 主要缺点：衬板易磨损，处理量比旋回破碎机低，产品粒度不均匀且过大块较多，并要求均匀给矿，需要设置给矿设备。 旋回破碎机优点：处理量大，在同样给矿口和排矿口宽度下，处理量是颚式破碎机的2.53倍；电耗较少，破碎机腔内衬板磨碎均匀，

45、产品粒度均匀；大型旋回破碎机可挤满给矿，不需给矿设备。 主要缺点：设备结构较复杂，设备重量大，要求有坚固的基础、机身高、需要较高的厂房。 如何选择应作经济技术比较,6.2.1破碎设备的选择,6.2.1.2中细碎设备的选择 硬矿石或中硬矿石一般选用圆锥破碎机 标准 短头 中硬矿石或易碎矿石可选反击式和锤式破碎机 圆锥破碎机特点：生产可靠、破碎力大、处理量大，选矿厂广泛应用。 液压和弹簧两种 反击和锤式破碎机特点：体积小、结构简单、破碎比大、电耗小、处理量大、产品粒度均匀而且具有选择破碎作用；但其板锤和反击板易磨损、噪音大。,6.2破碎设备,6.2.2破碎机处理量的计算 影响破碎机处理量的主要因素

46、： （1）入料的物理性质：可碎性、密度、解离程度、湿度及粒度组成 （2）工艺及操作条件：开路或闭路、破碎比、给矿均匀性及产品粒度要求等 （3）设备性能：破碎机类型、规格和参数 颚式破碎机、旋回破碎机及圆锥破碎机 A、开路破碎 B、闭路破碎 6.2.3破碎机的台数计算 设计矿量与单台处理量之比，计算出的台数，需将小数进位取整，即为选定的破碎机台数。,6 主要工艺设备的选择和计算,6.3筛分设备 选矿厂常用的筛分设备有：固定筛、振动筛、滚轴筛、圆筒筛和细筛等。 6.3.1振动筛 圆振动、直线振动 6.3.1.1振动筛处理能力的计算 考虑因素：物料特性（最大粒度、筛下级别含量、物料密度、含水和含泥量

47、等）、工艺要求、设备性能、应用条件 6.3.1.2振动筛筛孔形状和筛下产品粒度关系表6.3-4 6.3.2 固定筛P69 格筛 条筛 6.3.3 滚轴筛 6.3.4 弧形筛,6 主要工艺设备的选择和计算,6.4磨矿设备 复习磨矿理论及设备 6.4.1磨矿设备的选择 设备选择主要根据磨矿车间的生产能力、矿石性质、给矿及产品粒度、磨机使用条件和性能，经多方案比较择优选用。 各种设备的优缺点P70,磨矿的理论与工艺 磨矿作业是矿石破碎过程的继续，是分选前准备作业的重要组成部分。磨矿作业不仅于选矿工业，而且在建筑、化学和电力等工业部门中亦广泛应用。 除处理某些砂矿以外的所有选矿厂，几乎都有磨矿作业在选

48、矿工业中，当有用矿物在矿石中呈细粒嵌布时，为了能把脉石从矿石中除去，并把各种有用矿物相互分开，必须将矿石磨细至0.1-0.3 mm ，甚至有时磨至 0.05-0.074 mm 以下。磨矿细度与选矿指标有着密切的关系。在一定程度上，有用矿物的回收率随着磨矿细度的减小而增加。因此，适当减小矿石的磨碎细度能提高有用矿物的回收率和产量。磨矿所消耗的动力占选矿厂动力总消耗的 30以上。因此，磨矿作业在选矿工艺流程中占有很重要的地位。,磨矿作业评价的工艺指标 数量指标 质量指标 评价磨矿作业的数量指标 （1）磨矿处理量一台磨机在一定的给矿粒度及产品粒度下每一小时处理的矿量。 （）磨机单位容积处理量在一定的给矿粒度及产品粒度下每一立方米容积磨机单位时间处理量（） （）磨机单位容积生产率单位时间内单位容积磨机新生成目吨数，（目） （）此指标比较科学的反映不同磨机不同给矿粒度及产品粒度下工作效果的好坏。,评价磨矿作业的质量指标 （1）磨矿效率 能量使用效率高低，即单位电耗所处理的原矿矿石量，或单位电耗所产生的-200目矿石量。 （2）磨矿技术效率E （3）磨矿钢球单耗 处理单位