选矿毕业设计说明书

1、山东科技大学本科毕业设计（论文）摘要本设计是根据北洺河给定铁矿的矿石性质和选矿试验结果进行的选矿厂工艺初步设计，选矿厂设计规模为350万吨/年。根据所给矿石的性质、选矿试验的结果及选矿厂的实践经验进行了工艺流程的选择，完成了设计规模为350万吨/年选矿厂初步设计。该选厂的工艺流程为：一段开路自磨，二段闭路球磨，螺旋分级机分级，三段磁选；如最终铁精矿含硫量超标，则三磁精矿自流至搅拌槽，加药后给入浮选机，进行反浮选脱硫，之后浓缩磁选铁精矿，该精矿再经过滤，得到最终铁精矿。铁精矿指标为：品位67.0%，含硫量0.29%，回收率86.26%，投资回收期2.59年。另外，磁尾磁选得到二级品铁精矿，其品位

2、为40%，回收率4.41%。浮选流程为：一粗选两精选一扫选，硫精矿经浓缩压滤得到最终产品。硫精矿指标为：品位35%，回收率49.11%。设计内容主要包括：流程的设计与计算，主要设备的选择和相关设计图纸的绘制以及经济概算。关键词：铁矿厂设计；铁矿选矿；磨矿；磁选；浮选。 abstractthe designing scale of this iron ore beneficiation plant is 350 million tons per year. according to the nature of iron ore, the results of beneficiation test

3、s and the experience of concentrator and the other similar concentrators given by bei minghe iron ore concentrating mill,the design calculate and select the process technology and equipments, complete related design drawings, and finally, finish the first step design of bei minghe iron mine concentr

4、ator.the design and computation of process, the selection of major equipments and the accomplishment of related design drawings are included in this design of iron mine concentrator. in the design, the grinding process adopts first segment open auto-grinding and second segment closed circuit grindin

5、g of ball mill. after classified by spiral classifiers, pulp overflows to syrup pond, pumping to magnetic separators, and has three magnetic separations. then the design should measure the sulphur containing. if it exceeds the provision mark, anti-flotation is necessary to decrease it. then after co

6、ncentrating and fitrating the iron concentrates,the design will obtain the final product. the iron grade of concentrate is about 67.0%, the sulphur grade is 0.29%, and the recovery is about 86.26% and the payback period is 2.59 years.besides, after magnetic separation of the tailings, the design can

7、 get secondary products of iron concentrates whose grade is about 40% and recovery is 4.41%.the floating process includes one rougher, two cleaners and one scavenger; the pulp concentrating sulphur ore is condensed and filtrated. the grade of sulphur concentrate is about 35%, and the recovery is abo

8、ut 49.11%.keywords: design of iron ore processing plant；separation of iron ore； grinding; magnetic separation; floating.iii目 录1，国内外矿石资源分布状况及铁矿选矿现状2 1.1国内外矿石资源状况2 1.1.1国内外铁矿赋存及开采状况2 1.1.2国内铁矿石资源的特点31.2国内新型选矿设备的应用31.3铁矿石选矿技术4 1.4 我国铁矿选矿的发展趋势62，矿石性质及选矿试验研究82.1矿石性质82.1.1矿石类型及矿物组成82.1.2矿石结构及构造82.1.3脉石矿物性

9、质82.1.4矿石中铁、硫元素的赋存状态92.1.5原矿特征92.2选矿试验研究102.2.1铁矿石化学多元素分析102.2.2磨矿细度试验102.2.3磁场强度条件试验122.2.4浮选药剂条件试验132.2.5选矿试验结果推荐142.2.6设计流程及主要设计指标153，工艺流程计算163.1工作制度的选择163.2磨矿分级流程计算163.3磁选流程计算203.3.1一段磁选203.3.2二段磁选213.3.3三段磁选223.3.4铁精矿反浮选233.3.5浓缩磁选243.3.6总磁选尾矿和二级品铁精矿263.4浮选流程计算284，设备选择354.1磨矿分级设备的选择354.1.1自磨机的选

10、择354.1.2球磨机的选择354.1.3分级机的选择374.2磁选设备的选择394.2.1一段磁选404.2.2二段磁选404.2.3三段磁选404.2.4浓缩磁选404.2.5磁尾磁选414.3浮选设备的选择424.3.1搅拌槽的选择424.3.2浮选机的选择434.4浓缩设备的选择474.4.1中矿浓缩设备474.4.2硫精矿浓缩设备474.4.3浮选尾矿浓缩设备484.5过滤设备的选择494.5.1铁精矿过滤设备的选择494.5.2硫精矿过滤设备的选择504.6辅助设备选择514.6.1矿仓的选择514.6.2给矿机选择534.6.3起重检修设备的选择544.6.4 泵的选择544.6

11、.5胶带运输机的选择555,选矿厂分车间工艺与设备配置综述586,选矿厂技术经济分析606.1选矿经济投资概算606.1.1 设备价格计算606.1.2工艺金属构件概算价值626.1.3工艺管道概算价值626.2选矿技术经济指标计算636.2.1选矿厂劳动定员636.2.2精矿设计成本计算656.2.3总投资计算666.2.4经济效果评定676.2.5投资回收期676.2.6经济分析67参考文献68致 谢69附 录70附录一 外文文献70附录二 英文翻译98附录三 设计图纸119山东科技大学本科毕业设计（论文）1国内外矿石资源分布状况及铁矿选矿现状1.1国内外矿石资源状况1.1.1国内外铁矿赋

12、存及开采状况据美国地质调查局公布数据显示，世界铁矿石储量为1600亿吨，基础储量为3700亿吨。全球铁矿石资源相当丰富，估计地质储量在8000亿吨以上，探明储量为4000多亿吨，按现有生产水平可供应400年。铁矿石主要集中在乌克兰、俄罗斯、巴西、中国、澳大利亚等十多个国家1。全球铁矿石资源分布特点是储量丰富，静态保证年限超过百年，长期供应有保证并且高品位铁矿分布比较集中。从20世纪70年代中期开始到20世纪末，由于铁矿储量保证程度高，也由于发达国家经济结构调整，世界主要国家减少或者停止了对铁矿石新区的勘查工作，但是铁矿静态保证年限数十年来一直保持在百年以上的高水平。高品位铁矿石在巴西、澳大利亚

13、、印度等国家分布较广，并且大都具备有露天开采的条件，开采成本低、品味相对较高的特点使这些国家成为全球主要的铁矿石供应国。截止到2007年底，我国铁矿查明资源储量为613.35亿吨，其中基础储量为223.64亿吨，资源量为389.71亿吨。从铁矿资源在东中西部经济区分布看，东部地区合计铁矿查明资源储量占全国储量的41.8%，中部地区占23.6%，西部地区占34.6%。全国31个省、直辖市、自治区均探明有铁矿资源，但是主要分布在辽宁、四川、河北、安徽、山西、云南、山东、内蒙古2。 我国铁矿资源分布广泛又相对集中，全国分布成矿区带特征明显，主要有鞍山-本溪、冀东-密云、五台-吕梁、邯郸-邢台、鲁中、

14、鄂西-湘西北、云南西盟、甘肃祁连镜铁山等19个成矿区带；铁矿床类型多、矿石类型复杂，多组分共生的储量所占比重大，具有工业价值的铁矿床类型为鞍山式沉积变质铁矿、攀枝花式钒钛磁铁矿、大冶式硅卡岩型铁矿、白云鄂博式热液型铁矿等；以贫矿为主、富矿很少，能直接入炉的富铁矿石查明储量有11.11亿吨，仅占总量的1.8%，绝大多数开采的铁矿石必须经过选矿才能为高炉利用；共生组分多，综合利用价值大，共生组分主要包括v、ti、cu、pb、zn、co、nb、se、ag、稀土等30余种，有的共生组分的经济价值甚至超过铁矿价值；铁矿勘察深度较浅，深部潜力很大，无论是已经开发利用的还是未开发利用的铁矿石，其主要矿体最大

15、埋藏深度在1000m以内，主要集中在600m以内，峰值在50-200m范围，这说明我国铁矿资源深部找矿潜力很大。1.1.2国内铁矿石资源的特点中国铁矿资源主要有以下特点：1.是贫矿多，含铁45%以下者占总会储量的86%；2.是红矿多，各种弱磁性矿石占总储量的65%左右；3.是多元素共生的复合矿石较多，占总储量的2/3左右。此外矿体复杂；有些贫铁矿床上部为赤铁矿，下部为磁铁矿。4.是多数矿石中有用矿物呈细粒以至微细粒嵌布，需磨细到一200目占80%左右才能基本达到单体解离3。我国铁矿石的这些特点为选矿提出了极为艰巨的任务。 1.2国内新型选矿设备的应用（1）磁团聚重选机该设备的整个分选区内形成一

16、个适当的磁场强度分布，比较均匀的弱磁场，磁场梯度小。磁性颗粒与脉石颗粒的分选主要取决于重力和上升水流力大小。磁团聚重选工艺的工业生产实践说明，该设备可提高精矿品位23个百分点。另外首钢矿业公司研制了变径磁团聚重选机和电磁聚机，在首钢水厂、大石河铁矿选矿厂得到了应用。 （2）磁选柱磁选柱是鞍山科技大学研制成功的一种新型高效磁选设备，给入的物料中的磁性部分在弱磁场作用下形成的弱磁聚团在磁力及重力联合作用下向下运动，而夹杂于其中的脉石在上升水流的作用下向上运动，磁聚团在向下运动过程中受多次的淘洗。品位逐渐提高。设备在本钢南芬选矿厂和歪头山选矿厂、吉林板石沟选矿厂得到了应用。（3）低场强自重介跳汰机北

17、京科技大学矿物加工室经过多年研究，开发低场强自重介跳汰机，将磁电、跳汰与重介质选矿结合起来。可作为磁铁矿精选设备。（4）低场强脉动磁选机具有以下特点：磁系包角大，极数多；磁感应强度较低，且从扫选区到精矿卸料区由高到低呈不均匀分布；设有永磁脉动装置，可在旋转的圆筒表面形成永磁脉动磁场以松散磁团聚，剔除夹杂的脉石。该设备在酒钢选矿厂、鞍钢大孤山选矿厂进行了工业试验，结果表明能更好地抛出细粒脉石和贫连生体。1.3铁矿石的选矿技术1.3.1磁铁矿反浮选工艺的应用对于脉石为硅质的磁铁精矿进行提质。反浮选脱硅是很好的途径。尖山选矿厂铁精矿品位反浮选之前为6515。含si028。马鞍山矿山研究院针对该矿石采

18、用一粗、一精、三扫的工艺流程进行阴离子反浮选提铁降硅，反浮选精矿铁品位6818、s1024。弓长岭选矿厂磁选最终产品的tfe品位为655，用阳离子反浮选法对磁选精矿进行再选，浮选精矿品位达到688，si 02390，铁回收率98504。 武汉理工大学研制了新型耐低温阳离子捕收剂ge-601，克服了十二胺等起泡量大、泡沫发粘、难消泡，泡沫产品难处理的缺点。反浮选某磁选磁铁矿精矿，在温度22 时获得的指标为：精矿铁品位6931、回收率9790；在12 低温条件下，获得了与常温条件基本一致的良好指标：精矿fe品位6917、回收率为97875。 1.3.2 赤铁矿反浮选工艺 我国目前赤铁矿反浮选工艺多

19、采用阴离子反浮选的选别工艺。 鞍钢调军台选矿厂采用两段连续磨矿、弱磁-强磁-阴离子反浮选流程，精矿铁品位达67.5，铁回收率7578。齐大山选矿厂一选车间、二选车间将“阶段磨矿、重选-磁选-酸性正浮选”工艺流程，分别按“阶段磨矿、重选-磁选-阴离子反浮选”工艺流程进行了改造。2003年上半年，在原矿品位为29.50的情况下。实现铁精矿品位67.40以上，尾矿品位11.00以下。2002年东鞍山烧结厂一选车间按两段连续磨矿、中矿再磨、重选-强磁-反浮选的流程进行了改造。铁精矿品位达到了64.38。2003年鞍山矿业公司研究所在对关宝山铁矿石进行了选别工业试验研究，采用两段连续磨矿、中矿再磨、重选

20、强磁阴离子反浮选工艺，精矿品位为64.62，尾矿品位为15.636。 1.3.3 菱铁矿选矿方法的研究我国菱铁矿资源较为丰富，已探明储量1834亿t。菱铁矿含铁品位低，采、选、冶均较困难，且多数位于陕西、山西、贵州、甘肃和青海等西部缺水地区，特别需要开发适合其自然条件的矿物加工技术。菱铁矿的理论铁品位较低，经常与钙镁锰呈类质同象共生，用物理选矿方法铁精矿品位很难达到45以上，焙烧后因烧损品位可大幅提高7。孙炳泉对太钢峨口铁矿尾矿中碳酸铁矿物的回收进行了研究，采用筛分强磁选浮选联合流程，最终铁精矿品位为35以上(焙烧后铁品位为51以上)。罗立群等对陕西大西沟菱铁矿矿石进行了试验研究，结果表明应用

21、中性磁化焙烧干式自然冷却异地磁选技术，将在700 下焙烧70 min的焙烧矿先封闭冷却至400300 ，再排入空气中冷却至室温，可形成强磁性的磁铁矿和-fe203，焙烧矿的磁选流程试验获得了精矿铁品位59.5659.37、铁回收率达72.0373.72的良好指标8。 1.4 我国铁矿选矿的发展趋势2000年来在余永富院士提出的“提铁降杂、实现企业整体效益最大化”的学术思想指导下，我国钢铁行业实现了可持续跨越式发展。在铁矿石的选矿工艺方面，针对磁铁矿选矿提出了弱磁-阴离子和阴离子浮选法、弱磁-磁选柱分选法、弱磁-磁场筛选机分选法、弱磁选-高频振动细筛分选法和超细碎-湿式磁选抛尾工艺，针对赤铁矿选

22、矿提出了磁选-阴离子反浮选工艺和强磁选-细筛工艺。在浮选药剂方面，在赤铁矿反浮选工艺流程中应用了新型高效阴离子捕收剂sh-37、mz-21、ra系列捕收剂。用于磁铁精矿提质降杂的新型高效捕收剂md-28、mh-80分别在鲁南矿业公司和太钢尖山铁矿等推广应用，磁铁精矿品味提高至69%以上。在细粒磁选深选设备方面，近年来开发了磁选柱、脉冲振动磁场磁选机、bx型弱磁选机、slon立环高梯度脉动强磁选机、双频双立环脉冲高梯度磁选机、dmg型电磁立环脉动高梯度磁选机、磁场筛选机、磁聚机、强磁辊等设备，这些对铁精矿的“提铁降硅”起到了重要作用9。在细筛设备方面，derrick重叠式高频细筛及我国长沙矿冶研

23、究院、唐山陆凯公司组织研制的gps高频振动细筛和mvs振网筛在铁矿石选矿工艺得到普遍采用。在浮选设备方面，国外一些大型铁矿反浮选厂普遍采用浮选柱取代浮选机，生产含硅小于等于2%的优质球团用铁精矿。在破碎、磨矿设备和工艺方面，近年发展起来的新型圆锥破碎机、高压辊磨技术应用前景十分广阔。国内外大型液压机械和自磨、半自磨技术正在逐渐推广应用，这些粉碎流程简化，效率提高。参考文献：1、许时.矿石可选性研究m. 冶金工业出版社，2013.2、周龙廷.选矿厂设计m.中南大学出版社，2006.3、冯守本.选矿厂设计m.冶金工业出版社，1994.4、谢广元.选矿学m.中国矿业大学出版社，1995. 5、印万忠

24、、李丽匣.铁矿选矿技术问答m.化学工业出版社，2012 .6、选矿设备选型及产品手册编写组.选矿设备选型及产品手册m.冶金工业出 版社，1990.7、陈荩.cad 技术在选矿厂设计中的应用 j. 金属矿山，1996.8、b.a.wills,mineral processing technology.sixth edition. butterworth-heinemann,19979、j.svohoda. magnetic methods for the treatment of minerm.elsevier science publishing company inc new york,19

25、83. 2矿石性质及选矿试验研究2.1矿石性质2.1.1矿石类型及矿物组成该厂所选矿石属于接触交代矽卡岩型磁铁矿床。矿石中的主要金属矿物为磁铁矿、黄铁矿，并有少量的赤铁矿、假象赤铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、褐铁矿等。脉石矿物以透辉石为主，其次是透闪石、金云母、方解石、白云石、绿泥石，还含有少量的滑石、绿帘石、褐帘石、石榴石、蛇纹石、石英、玉髓、蛋白石、磷灰石、高岭土、斜长石等。矿石的绝大部分为原生磁铁矿，在浅部及构造破碎带附近可见少量的氧化矿石。2.1.2矿石结构及构造(1)自形及半自形晶结构：磁铁矿呈结晶完好的八面体，或结晶粒状半自形晶存在。多属于块状矿石或团块状矿石。磁铁矿粒径

26、为0.05-1.2 mm，个别可达2.5 mm。(2)他形粒状结构：多属于浸染状或条带状矿石，磁铁矿物及黄铁矿物以他形粒状存在于矿石中，其中黄铁矿物粒径为0.2-1.1 mm。(3)交代残余结构：矿石中的磁铁矿物常被后期黄铁矿、方解石、赤铁矿所交代形成交代残余结构，在浸染状矿石中常见。矿石构造主要为浸染状构造、块状构造和条带状构造。2.1.3脉石矿物性质a透辉石：多为柱状及他形粒状，部分为阳起石、绿泥石、磷酸盐所交代。粒度一般0.3-0.4 mm，大者可达2.2 mm，小者仅为0.2 mm。b绿泥石：多为纤维状、土状，大部分为透辉石、阳起石、透闪石及少量云母蚀变而成，部分绿泥石为碳酸盐、蛇纹石

27、、磁铁矿所交代。c透闪石阳起石：透闪石多为他形粒状，阳起石多为纤维状、放射状，少量为球状。透闪石阳起石有的为碳酸盐、绿泥石、蛇纹石等交代，透闪石颗粒一般为0.18 mm，大者0.3 mm，小者0.04 mm。d磷灰石：多为柱状自形晶，少量为半自形晶。呈星点分布于脉石中，粒度一般为0.1 mm，大者0.2 mm，小者0.02 mm。2.1.4矿石中铁、硫元素的赋存状态a全铁：铁主要赋存于磁铁矿物中，其次赋存于黄铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿及硅酸盐含铁矿物中，全铁的最低含量为20.32%，最高含量为64.98%，全矿床平均含铁为49.78%。b硫：矿石中的硫主要赋存于黄铁矿及少量黄铜矿中。黄铁矿物在矿

28、石中以浸染状、细脉状、乳滴状出现，局部富集。矿石中硫的含量为0.007%-18.59%，平均2.71%。全铁与硫呈正相关。2.1.5原矿特征矿石经采出的粒度为0-750mm，经过地下破碎后，送到选矿厂的粒度为0-300mm。矿石品位及废石混入率如下表：表2-1 矿石品位及废石混入率项目tfe（%）s（%）co（%）cu（%）备注地质品位50.82.390.01570.0415废石混入率为20%采出品位40.641.910.012560.03328矿石硬度系数：矿石：f=8-12岩石：灰岩、风化闪长岩f=6-8 矽卡岩f=4-12 闪长岩f=8-12矿石密度： 矿石密度为3.95t/m3松散系数

29、： 矿石1.6 ， 岩石1.6原矿水分： 原矿水分为5%2.2选矿试验研究2.2.1铁矿石化学多元素分析试验矿样主要元素化学分析结果见下表。表2-2 试验矿样主要化学分析结果元素tfemfefeoscosio2（%）47.0845.5220.572.150.01411.80元素al2o3caomgok2ona2o灼碱（%）2.116.905.160.280.502.762.2.2磨矿细度试验磨矿细度（%）产品名称产率（%）品位（%）回收率（%）tfestfes60精矿61.069.800.2190.446.10尾矿39.011.545.069.5693.90原矿100.047.082.1010

30、0.0100.065精矿62.070.80.2193.256.20尾矿38.08.365.186.7593.80原矿100.047.082.10100.0100.070精矿62.070.410.2292.716.49尾矿38.09.035.177.2993.50原矿100.047.082.10100.0100.075精矿60.070.200.2089.465.71尾矿40.012.434.9510.5694.29原矿100.047.082.10100.0100.0表2-3 不同磨矿细度下磁选试验结果 表2-4 不同磨矿细度下硫浮选试验结果磨矿细度（%）产品名称产率（%）s品位（%）s回收率（%

31、）60硫精矿2.7645.6463.32中矿21.0033.9917.09中矿10.967.153.51浮尾96.280.3416.08原矿100.01.99100.065硫精矿3.2045.2272.50中矿21.0026.3613.00中矿11.324.933.50浮尾94.480.2311.0原矿100.02.00100.070硫精矿2.9045.4670.59中矿21.1028.9617.00中矿11.405.674.28浮尾94.600.168.02原矿100.01.87100.075硫精矿3.8843.6283.66中矿20.7012.053.96中矿11.503.732.97浮尾

32、93.920.209.41原矿100.02.02100.0由磨矿细度试验结果知：a磨矿细度达到-0.076mm含量为50%以上时可以获得较高的铁精矿品位，但磨矿细度达到-0.076mm含量为60%以上时，铁精矿含硫才能降到较低的程度，并保持较高的铁回收率。b在磨矿细度在-0.076mm含量为50-70%范围时，均能获得较高的硫精矿品位，但继续增加细度会导致硫精矿品位的降低。磨矿细度对硫的回收率有明显的影响，当磨矿细度达到-0.076mm含量为65%以上时，回收率有明显提高，但继续增加磨矿细度，硫的回收率仍继续增加。c磨矿细度应以主产品铁精矿获得较高的铁品位、铁回收率以及较低的含硫量为主要确定依

33、据，同时兼顾较高的硫精矿品位及回收率，因此磨矿细度-0.076mm含量为65%为宜。2.2.3磁场强度条件试验表2-5 磁场强度条件试验结果磁场强度（t）产品名称产率（%）品位(%)回收率（%）tfestfes0.10铁精矿64.6068.310.1492.594.21中矿3.6518.6112.021.4320.56磁尾31.758.985.085.9875.23原矿100.047.662.14100.0100.00.12铁精矿65.4568.110.1693.284.26中矿2.8514.828.970.8811.06磁尾31.708.806.295.8484.68原矿100.047.49

34、2.35100.0100.00.14铁精矿66.068.320.1793.434.81中矿2.3015.198.660.738.73磁尾31.708.896.255.8486.46原矿100.048.262.29100.0100.00.16铁精矿66.9565.780.2593.297.42中矿3.9014.9111.011.2318.78磁尾29.158.895.815.4873.80原矿100.047.212.29100.0100.0试验结果表明：a除第一个条件（h=0.1t）试验因磁场强度低引起铁的回收率偏低外，磁场强度在0.120.16t范围内铁的回收率比较稳定变化不大，但达到0.16

35、t后，铁精矿品位开始降低。b磁场强度对铁精矿的含硫量有明显影响，随着磁场强度的提高，铁精矿中含硫量增加。可认为是铁硫贫连生体的回收下限随着磁场强度的提高而扩大所致。另外，机械夹杂亦会随磁场强度增高而增加。c综合考虑铁的回收率和铁精矿含硫的因素，确定磁场强度为0.12t。2.2.4浮选药剂条件试验a 2#油用量试验第一次试验，黄药用量为150g/t，从48 g/t至92 g/t，试验结果表明硫回收率没有明显变化，但用量较大时（68 g/t以上）硫精矿的品位有所下降。 第二次试验，黄药用量为50 g/t，2#油用量从20 g/t至60g/t，试验结果表明硫回收率逐渐增加，但增幅不大，硫精矿品位有所下降。b黄药用量试验固定2#油的用量，调整黄药的用量从15g/t至150g/t。由于试验铁矿的硫铁矿可浮性较好，即使在很少的黄药用量（15 g/t）下，粗选的回收率已达90%以上，随着黄药用量的提高，精矿硫的回收率显著增加，但要获得品位为47%以上稳定的硫精矿，精矿硫的回收率需要降低到80%左右。2.2.5选矿试验结果推荐1、试验推荐磨矿细度为-200目占65%，在这样的细度下可获得tfe品位68%以上，含s为0.15%左右的低硫铁精矿，达到国家规定铁精矿质量标准，而且，试验中对伴生有益元素硫得到较