选矿厂设计(中冶京城(秦皇岛)工程技术有限公司

中冶京城 秦皇岛 工程技术有限公司 2007年10月30日 标题文字 选矿厂设计黄一新 1设计工作的重要性 1设计工作的重要性设计是工程建设的重要组成部分和关键环节 是将先进的科学技术转化为生产力的桥梁 选矿科研的新工艺 新技术 新设备 新药剂等成果 主要是通过设计工作进行推广应用 合理的设计 可以减少工程建设中的投资 降低生产成本 提高资源利用率 提高经济效益 为项目的决策提供科学和可靠的依据 1设计工作的重要性 在选矿厂设计的过程中 始终伴随着各种工艺方案的比较 主要方案比较的内容包括 厂址方案是否合理 流程结构是否先进可靠 指标确定是否合理 设备选择方案是否可靠经济 配置方案是否满足流程要求和符合地形特点 1设计工作的重要性 以前 有些民营企业在上项目时就比较轻视项目的前期设计工作 往往是将类似矿山的工艺 设备和配置照搬复制 因此在建设和生产中常常会出现资金浪费 工艺不合理和生产成本高的问题 但由于矿产品价格大幅提高后 矿山企业形成了较大的利润空间 往往掩盖了设计和生产中存在的问题 而设计所追求的就是如何降低投资 降低成本 最大限度的提高企业效益 1设计工作的重要性 选矿设计的重点是要有高度的可靠性 在工艺流程方面 设计的工艺流程和确定的工艺指标既要具有一定的先进性 又要合理 应具有实现的可靠性 在设备选择方面 选用的工艺设备既要满足先进 效率高 自动化程度高 能耗低的要求 同时必须具备成熟可靠 稳定 便于操作的特点 选矿设计工作具备如下几个方面的特点 1设计工作的重要性 a 选矿设计要有高度的可靠性 设计不同于试验 试验工作可以用不同的工艺和设备反复进行各种探索 直到成功 而任何一个设计项目的建设和投产 就像是企业的生命 必须是一次成功 如果设计方案不合理或考虑不周 就会给工程建设造成较大的浪费 同时直接影响到企业的生产能力 产品质量和生产成本 1设计工作的重要性 b 选矿设计没有通用性 由于每个矿山的矿石性质 储量 品位 嵌布粒度等自然条件差异较大 同时每个矿山的开采规模 厂址地形也是各不相同 虽然有些工艺技术和设备配置可以借鉴和参考 但选矿厂设计的通用性不强 不应将某个选矿厂的工艺流程 设备及配置完全照搬到其它的选矿厂 1设计工作的重要性 c 选矿设计人员在项目建设中还承担着一定的社会责任 矿产资源是不可再生国有资源 因此 选矿设计人员在设计中不仅要努力提高建设单位的经济效益 还要考虑综合回收各种有用元素 使国有资源得到最大限度的充分利用 同时还要尽量减少污水 粉尘 噪音等对社会和环境的影响 保证安全生产 2选矿厂厂址选择 2选矿厂厂址选择选矿厂厂址选择是工程设计中的重要环节 涉及到各个方面的因素和条件 既要符合国家有关的方针 政策 节省投资 又要满足工艺要求 保证生产的长期合理性 选矿厂厂址选择的基本原则有 2选矿厂厂址选择 2 1选矿厂在一般情况下应尽量靠近矿山 以减少原矿运输距离 因为精矿的运输量比原矿的运输量要小得多 而尾矿一般是采用运输成本较低的管道输送 因此 减少原矿运输距离就是降低生产成本 但露天开采时 选矿厂应设在爆破危险区以外 地下开采时 选矿厂应尽量避开塌陷区 2选矿厂厂址选择 以前有的矿山受当地水 电资源条件的限制或因气候寒冷 精矿冬季运输困难的问题 将选矿厂建在远离矿山的地方 随着精矿长距离管道输送技术的成熟和应用 目前精矿运输问题已不再成为制约选矿厂厂址选择的因素 2选矿厂厂址选择 2 2应全面了解矿体的地质分布情况 避免将选矿厂建在矿体上 在那些具有完整的地质报告和进行了正规设计的工程项目中一般没什么问题 但有些小选矿厂由于地质资料不全 容易忽视这个问题 只考虑暂时的利益和方便 不了解深部矿体的赋存状态 简单地将选矿厂就近布置 往往造成资源浪费或选矿厂的搬移重建 2选矿厂厂址选择 2 3选矿厂厂址的地形条件要尽可能的适合选矿厂的工艺特点 最好是有一定的自然坡度 因为在选矿厂内 干物料运输的主要方式是用胶带机输送 磨矿后矿浆输送的主要方式是自流和压力输送 如果有合适的自然坡度 可以缩短破碎筛分系统的胶带输送距离 减少破碎筛分车间的占地 减少运输成本 对主厂房可以充分利用自然坡度进行阶梯式布置 使矿浆尽量自流而减少压力输送设施 以达到简化系统 降低能耗的目的 2选矿厂厂址选择 在平地建厂时 对选矿厂的工艺布置应进行多方案优化 以达到少占地 整齐合理的目的 目前也有许多选矿厂 特别是一些规模较大的选矿厂 由于占地面积大 难以找到适合的地形条件 只好将选矿厂建在平地 2选矿厂厂址选择 2 4选矿厂厂址的选择还要充分考虑外部交通运输条件 供水供电条件 因为选矿厂各种消耗物资以及精矿外运 都应有方便的运输条件 选矿厂用水用电量较大 因此稳定的水源和可靠的电源是保证选矿厂运转的重要条件 2选矿厂厂址选择 2 5选矿厂厂址的选择还要充分比较尾矿库的位置及输送方式 选矿厂与尾矿库尽可能靠近 有利于减少尾矿排放和回水输送的距离 在条件允许时 应考虑尾矿自流排放以减少能耗 但也不可为此过分提高选矿厂的标高位置 2选矿厂厂址选择 有的选矿厂在考虑方案为了达到尾矿自流的目的 将选矿厂建在山头上 然后将原矿用汽车由山下运到山上 确实是得不偿失 因为原矿往上运输的费用会大于尾矿用泵输送的费用 尾矿应优先考虑高浓度输送 虽然会增家一些建设投资 但可大幅度降低生产成本 2选矿厂厂址选择 2 6选矿厂厂址的应避开人口稠密地区 少占耕地 充分考虑环境条件和重视环境保护 随着人口密度的增加和人均土地资源的减少 征地和搬迁问题已成为选矿厂厂址选择和建设中的一大难题 2选矿厂厂址选择 由于选矿厂在建设 生产及运输过程中难免会产生一些粉尘 噪音和水源污染 影响居民的正常生产和生活 这些问题如不进行有效的控制和处理 会造成矛盾激化 给企业带来较大的损失 因此 选矿厂厂址要尽可能选在居民区的下风方向 减少粉尘和污水排放 主要运输道路尽量避开居民区 2选矿厂厂址选择 2 7为了减少基建投资 保证厂房和设备的安全稳定 选矿厂厂址要有较好的工程地质条件 主要车间的建筑物应避免建在断层 滑坡体上及洪水位以下 主要厂房基础和大型设备基础尽量不要设在回填土上 2 8对资源条件较好和有发展前途的矿山 选矿厂应留有扩建的余地 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定设计的选矿工艺流程应该是工艺成熟 技术先进 生产可靠 经济效益高的方案 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 3 1选矿工艺流程设计及主要选别指标确定的依据选矿厂工艺流程设计及主要选别指标确定的主要依据是试验研究部门所提供的选矿试验报告 选矿试验对选矿设计的工艺流程 设备选型 产品方案 技术经济指标等的合理确定有着直接的影响 而且也是选矿厂投产后能否顺利达到设计指标的和获得经济效益的基础 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 为了使试验结果准确 可靠 必须保证试验的矿样与将来送往选矿厂选别的矿石性质基本一致 矿样的采集必须根据采样设计和有关的规定 规范进行 在选矿试验工作开展前和试验过程中 选矿设计人员有必要根据矿石类型 特征 开采方案 生产规模 其他同类矿石的生产工艺以及建设单位对产品的品位和粒度要求等条件 向试验单位提出针对性的试验要求 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 对以完成的试验研究报告要进行综合分析 对试样的代表性要进行评价 对试验的内容和深度是否满足设计阶段的要求要加以说明 必要时可提出补充试验的要求 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 设计的流程结构 磨矿细度 作业浓度 选矿方法 选别条件 选别指标等应根据选矿试验的结果进行确定 但由于试验设备与生产设备的大小相差太大 试验过程的操作条件与生产过程的操作条件也有较大的差别 选矿设计决不能照搬选矿试验所推荐的选矿工艺流程和指标 对选矿厂的改扩建项目 应重点参考已生产选矿工艺和流程考查指标 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 3 2选矿工艺流程设计及主要选别指标确定的基本原则3 2 1设计的工艺流程要先进 可靠 合理 对矿石中伴生的有工业价值的其他元素 应考虑综合回收工艺 以达到提高企业经济效益和充分利用资源的目的 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 3 2 2主要工艺选别指标的确定应根据试验数据和采场的实际供矿条件 并参考同类型矿石的生产结果进行综合分析后确定 设计的主要工艺指标 如总回收率 产率 品位等指标 应该是先进 合理 可靠和在生产中能够实现的指标 要具有可操作性 同时还应满足建设单位对最终产品品位和粒度的要求 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 3 2 3设计上尽可能地简化选矿工艺流程 因为选矿工艺生产过程是由许多作业组成的一个较长的生产线 任何一个作业环节出现问题都会对整个生产系统造成影响 3 2 4破碎工艺流程的设计要尽量减小破碎产品粒度 体现多碎少磨的原则 降低能耗 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 3 2 5在破碎流程中 要尽可能采用磁滑轮预选工艺 降低入磨量 在磨矿选别流程中 要根据矿石嵌布粒度特性和试验结果 尽可能采用阶段磨矿阶段选别工艺 及时抛弃合格尾矿 选出合格精矿 降低能耗 体现粗粒抛尾 能丢早丢 能收早收的原则 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 3 2 5磨矿分级作业是选矿工艺中的重要环节 是实现矿石中有用矿物与脉石的分离 从而有效回收有用矿物的重要手段 要保证磨矿分级作业的磨矿效率和分级效率 使磨矿产品粒度均匀 避免矿石过磨而造成回收率降低和能耗提高 控制球磨机的作业浓度对于保证磨矿效率至关重要 在流程设计 设备选型及配置中要重点注意 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 分级效率的高低关键在于要选择分级效率高的设备 分级是控制磨矿的重要环节 由于磨矿过程具有不均匀性 分级作业是为了将合格的产品粒度及时分离出来 同时将不合格的产品返回磨矿作业 因此高效的分级设备 起着控制磨矿粒度 防止过磨和提高磨矿效率的重要作用 3选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 如果磨矿粒度达不到要求 则有用矿物与脉石不能实现充分的单体解离 而产生较多的连生体 在选别过程中 富的连生体会进入精矿中 降低精矿品位 而贫连生体则会进入尾矿中 降低有用矿物的回收率 3 选矿工艺流程设计及主要选别指标确定 如果磨矿粒度过细 即过磨 则容易使矿石中的有用矿物泥化 不但增加磨矿成本 还会增加选别作业的难度 降低有用矿物的回收率 对于最终磨矿细度要求超过 200目90 时 规模大的选矿厂建议考虑采用三段磨矿分级流程 4选矿工艺设备的选择 4选矿工艺设备的选择选矿工艺设备的选择应根据矿石的性质 流程的特点以及生产能力的要求 采用高效节能 运转可靠 经济合理 便于操作管理的设备 4选矿工艺设备的选择 4 1工艺设备选择的依据4 1 1选矿厂的建设规模及确定的工作制度根据建设规模及确定的工作制度 可得出各作业对设备的生产能力要求 对建设规模有扩建要求的项目 要充分考虑到初期建设和扩建的合理衔接 4选矿工艺设备的选择 一般情况下 由于破碎筛分系统的建设投资相对要小一些 但改扩建的难度要大一些 影响生产的时间也要长一些 因此 为避免重复建设 设计时破碎筛分系统的设备能力最好一次到位 对磨选系统来说 只需预留出厂地 设备可以按系列分期建设 4选矿工艺设备的选择 4 1 2设计的工艺流程量设计的工艺流程中 各作业的矿石处理量 矿石粒度以及矿浆量是设备能力计算的基础 但考虑到实际生产过程中的波动 以及矿石性质变化的影响 在设备选择计算时都应考虑相应的波动系数和合理的设备负荷率 4选矿工艺设备的选择 4 1 3选矿试验中给出的有关设备计算参数及类似选矿厂的实际生产指标选矿试验中应给出的有关设备计算参数 如矿石硬度 矿石密度 矿石可磨度系数 矿石的破磨功指数 浮选作业的浮选时间 物料的沉降速度等 但由于试验数据受矿样的代表性影响 往往会产生较大的波动和误差 因此 计算出的设备能力还应与类似选矿厂的实际生产指标进行比较和调整 4选矿工艺设备的选择 4 1 4针对性的设备选择试验由于选矿工艺设备投资在选矿厂整个投资中所占的比例较大 设备能力的大小直接影响到选矿厂的经济效益 如所选的设备能力不足 则满足不了生产要求 如设备能力富余太大 则设备投资浪费大 为了使设备选择更为准确 合理 对具体矿石性质进行针对性的设备选择试验工作得到了重视和应用 试验手段和方法也越来越先进合理 4选矿工艺设备的选择 如针对自磨或半自磨的设备选择试验 以前需要通过半工业试验才能确定设备选型所需的参数 现在只需在小型样机上就能达到目的 不但减少试验费用和时间 同时降低了采集矿样的难度 目前 在一些规模较大的设计项目中 对磨矿设备的型号 高压辊磨设备的型号 高效浓缩设备的型号 过滤设备的型号 浮选设备及其他选别设备的型号常常会通过针对性的试验来进行确定 4选矿工艺设备的选择 4 1 5根据项目资金条件及建设单位要求的装备水平和控制水平随着矿山产品价格的不断提高 先进高效及自动化程度高的工艺设备在提高企业效益方面的作用越来越明显 建设单位对国外的高价设备已不再是望洋兴叹了 设备本身的投资也不再是决定设备方案取舍的主要因素 注重的是什么设备能为企业带来更高的效益 4选矿工艺设备的选择 近年来 国外的旋回破碎机 颚式破碎机 圆锥破碎机 高压辊磨 大型自磨机及球磨机 高频振动筛 大型浮选柱 高效浓缩机 大型压滤机等先进高效设备已被越来越多企业采用和关注 同时 国内设备的研制能力也取得了较大的发展 在一些大中型项目的设计方案中 建设单位对设备的选择就明确提出 要求工艺设备大型化 现代化和自动化 在改扩建项目中 一些效率低的旧有设备也逐步被更换 4选矿工艺设备的选择 4 2工艺设备选择的主要原则4 2 1对主要的工艺设备 如粗碎 中碎 细碎 磨矿 分级 选别 浓缩和过滤等设备的规格型号和台数 应进行多方案的技术经济比较 比较的内容包括 主要设备和辅助设备的数量 总重量 设备费 设备基础和厂房建设费等 并根据设备的装机功率 材料消耗算出年生产成本后进行比较 另外还要综合考虑设备的负荷率 作业率和操作维护条件 以保证生产稳定 可靠 4选矿工艺设备的选择 4 2 2应尽量选用与建设规模相适应的能耗低 效率高的大型设备 以减少设备数量和系列数 降低投资和生产成本 有利于自动控制和提高经济效益 4选矿工艺设备的选择 4 2 3在工作制度相同的上 下工序中 所选用的主要工艺设备能力应当均衡 如破碎筛分系统中 粗碎 中碎 细碎和筛分等主要工艺设备的负荷率应当接近或合理调整 以保持破碎筛分系统的稳定 避免产生大的波动 对磨选系统中各段磨机的负荷率也应合理选择和控制 使系统能力得到充分发挥 4选矿工艺设备的选择 4 2 4与主要工艺设备配套的辅助设备的能力不能小于主要工艺设备的生产能力 如破碎系统中的给料机和皮带等设备 能力应略大于破碎筛分设备 为了充分发挥破碎设备的生产能力 达到稳定和给料的目的 与破碎机配套的给料机应采用变频调速控制给料量 4选矿工艺设备的选择 磨选系统中的磁选机 分级机 旋流器 高频筛和过滤等设备的能力应考虑一定的富余能力 矿浆输送泵要考虑整体备用 对矿浆输送有波动的作业 应考虑采用变频调速来调整泵的输送量 压力输送管的备用条件可根据建设单位的要求考虑 4选矿工艺设备的选择 4 3主要工艺设备的进展近年来 国外高效 先进的旋回破碎机和圆锥破碎机在国内应用越来越普遍 设备价格的高低已不是决定的因素 人们更注重的是设备为企业带来的高效益 在许多大中型项目的破碎设备方案比较中 国外设备在重量 台数 厂房及设备基础 能耗 维护管理等方面都占有较大的优势 在一些扩能改造项目中也有明显的优势 4选矿工艺设备的选择 高压辊磨作为一种新型的节能降耗设备 已在国内矿山企业开始应用 并得到了许多矿山行业的高度重视 它不但能降低破碎产品的粒度 并使破碎产品内部产生微裂纹 可大幅度降低矿石的磨矿功指数 还具备了粗粒抛尾的条件 节能优势较大 4选矿工艺设备的选择 磨矿设备正逐步趋向大型化 磨机的启动 运行 维修及设备的自动保护功能已得到了很大的提高 磁性衬板的合理应用也进一步提高了磨机的运转率 高频振动细筛作为严格按粒度大小分级的高效分级设备 以成为磨选作业中主要的分级设备之一 4选矿工艺设备的选择 旋流器是一种具有重选原理的分级设备 具有处理能力大 占地小的优点 但在分级过程中反富集现象比较严重 一部分粒度稍大的贫连生体 由于比重小而进入溢流 容易被选到精矿中 降低精矿品位 而有部分已经单体解离的金属矿物 由于比重大而进入沉砂中返回再磨 因此 采用高频振动细筛分级 对提高最终精矿品位有利 4选矿工艺设备的选择 高效浓缩机的优越性也逐步得到了认识 生产实践表明 高效浓缩机的效率可达到普通浓缩机的5 8倍 可以大幅度减少选矿厂的占地面积 提高回水水质 减少金属流失 5选矿厂布置与工艺设备配置 5选矿厂布置与工艺设备配置5 1选矿厂布置选矿厂布置必须充分体现工艺流程和设备的特点 要进行多方案比较后确定 布置要紧凑 要充分地形条件降低投资 尽量减少胶带机的长度 避免物料不合理的反向运输 为了减少基建工程量 各车间的地面标高要合理确定 定位要准确 选矿厂布置方案在初步设计阶段应以1 500的地形图为设计基础 5选矿厂布置与工艺设备配置 选矿厂设计是以工艺为主体并结合其它许多专业共同参与才能完成的工作 是在工艺厂房布置过程中必须协调和处理好与尾矿 水道 总图布置和运输 电力 通风 机修 热工 建筑结构等专业的关系 尤其要注意的是各车间的控制室 配电室和除尘设施最好纳入到各车间里面 可以选矿厂布置整齐美观的效果 各车间之间的距离应符合有关的标准和规范 5选矿厂布置与工艺设备配置 5 2工艺设备配置各车间内工艺设备的配置必须根据工艺流程和所选的工艺设备进行合理配置 并严格执行各有关规程规范 配置方案应保证工艺流程顺畅 便于生产管理 操作维护便利 节省投资 安全节能 同时应尽可能考虑可靠 简单 灵活的设计原则 各车间应考虑与设备相配套的检修设施 起吊空间和一定的检修场地 5选矿厂布置与工艺设备配置 破碎筛分系统的设备配置应充分物料的粒度和形状 重点保证各下料点和交料点的大小和高度 保证卸矿漏斗角度 防止物料堵塞 对大块物料的卸料漏斗应采用防冲击和耐磨损的结构形式 减少维护工作量 5选矿厂布置与工艺设备配置 磨矿选别作业的设备配置还应重点根据输送矿浆的粒度 浓度 矿浆量等因素 充分考虑矿浆有足够的自流坡度 还要尽量减少高差的浪费 为了保证球磨机的作业浓度 球磨机给矿的浓度一般较高 为了减少加水量 管道坡度应尽量考虑富余一些 为了降低能耗 减少作业环节 上下作业间的矿浆尽可能利用高差采用自流 减少压力输送的次数 6选矿厂自动化控制 6 1选矿自动化控制6 1选矿自动化控制的重要性选矿厂自动化控制对稳定选矿生产过程 提高选矿技术经济指标 改善操作条件 减轻劳动强度 保障安全生产 充分发挥设备潜力 降低生产成本具有重要的作用 自动化程度的高低是衡量选矿厂现代化程度的重要标志 6选矿厂自动化控制文字 近年来 随着选矿技术水平的不断提高 大型选矿设备的应用 对自动控制提出了较高的要求 成为尽快达产和稳定生产的重要手段 并且使操作人员从繁重 恶劣的工作环境中得到改善 目前 自动控制已成为选矿厂设计中重要组成部分 6选矿厂自动化控制 国内外选矿生产实践表明 选矿厂实现自动化控制后 可提高设备处理能力2 15 节能5 10 能有效地提高金属回收率和精矿品位 节省药剂 从而提高劳动生产率 降低生产成本 提高选矿生产的科学管理水平 其经济效益和社会效益是显著的 选矿厂自动化控制的主要内容分为选矿过程自动检测和自动控制两部分 6选矿厂自动化控制 6 2选矿工艺过程检测选矿过程是一个复杂的 多参数 多变量的综合工艺过程 在生产中必须经常地 重复地对各种工艺参数 如品位 料位 液位 粒度 流速 流量 PH值 浓度 压力 温度等进行检测 以便随时掌握工艺过程中各种工艺因素的变化信息 作为控制生产过程的依据 在此基础上 通过自动装置和计算机对有关参数按工艺要求进行适时地调节和控制 保持各种工艺因素稳定在规定的范围内 6选矿厂自动化控制 使机械设备按规定的制度执行工作 把整个工艺过程控制在预定的操作条件下或最佳的状态下进行运转 保证生产过程稳定 保证各作业的产品达到规定的技术经济指标 使选矿过程优质高产 低消耗 获取最大的经济效益 6选矿厂自动化控制 选矿过程检测的内容决定于选矿方法和工艺流程 生产过程不同 其检测内容也有差异 但最主要的检测项目是共同的 大致可分为数量 质量 操作条件三大类 主要的数量参数有 处理的矿石量 矿浆量 精矿量 浮选药剂及电能的消耗量等 质量参数有 碎矿和磨矿产品的粒度 原矿 精矿 尾矿及中间产品的品位 作业回收率及总回收率等 6选矿厂自动化控制 操作条件有 矿浆浓度 矿浆PH值 碎矿 磨矿作业的循环矿量 矿石 矿浆的料位 设备的负荷率以及精矿水分等 主要的检测项目有物料重量检测 粒度检测 流量检测 密度及浓度检测 物位检测 矿浆成分检测 6选矿厂自动化控制 6 3选矿工艺自动控制6 3 1破碎过程自动控制破碎过程是一个非常复杂的物料块度变小的工艺过程 破碎过程控制主要由三部分组成 一是调节破碎机的给料量和排矿口的大小 以保持各段破碎及筛分作业之间的负荷均衡和生产的连续性 提高整个破碎作业的效率 降低最终产品粒度 降低能耗 6选矿厂自动化控制 二是破碎过程顺序控制 在系统启动时 按与物料运行方向相反的顺序启动工艺设备 破碎机通常首先启动 停车的顺序与启动时相反 当系统中某一台设备因故障或生产控制的料位达到设定值时 所有供给该设备物料的其它设备也必须停车 但它的后续设备可以不停 三是设备保护控制 对混入矿石中危及设备安全的金属物体 用金属探测器检测并发出信号 可自动或由人工取出该金属物体 以保护破碎机安全运行 6选矿厂自动化控制 6 3 2磨矿过程自动控制磨矿分级作业是选矿厂生产的关键环节