毕业设计攀枝花钒钛磁铁矿选矿厂(220万吨年)设计

1、目 录摘 要 . 5 ABSTRACT . 6第一章 总 论 . 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

2、、两段磨矿、粗精矿再磨再选工业试验 . 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 . 10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

3、、磨矿机生产能力的计算 . 30四、磨矿机台数的计算 . 30五、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 . 55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

4、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 . 72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 . 73第一节 机修车间 . 73第二节 取样 . 73第三节 试验室 . 73第

5、四节 化验室 . 73 七章 技术经济评价 . 74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 . 77 致 谢 . 78攀枝花钒钛磁铁矿选矿厂(220万吨/年 设计摘 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

6、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1000mm ，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

7、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、各厂房布置图等8张图纸，完成20000余字的设计说明书。关键词：钒钛磁铁矿，阶磨阶选，磁选，厂房布置million tons per year in PanZhiHuaAbstractBy applying the learned professional knowledge, and drawing lessons from the productive practice of Panzhihua, Midi Concentration Plant, this paper makes a general

8、 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 information of technologic

9、al 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 in-situ data and refe

10、rences 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.

11、67% 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 recove

12、ry.In the design 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 o

13、f automatically 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, Stag

14、e grinding stage selecting, Magnetismselects, plant layout第一章 总 论第一节 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 。金格支线

15、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。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

16、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

17、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1144.16亿立方米，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2×40000kV A 。三、尾矿处理选铁尾矿供钛业公

18、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 含量/%TFeFeOFe 2O 3TiO 2V 2O 5SSiO 2MgOCo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

19、、橄榄石、斜长石、绿泥石等为主。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

20、文象状充填于各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TiO 2 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TiO 2 含量与理论值（51）接近，质量较好。赤铁矿：主要为粒状，钛磁铁矿的氧化产物，

21、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（钛磁铁矿）负相关，所以，

22、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 矿物嵌布粒度表粒度（mm ）8.7 10.82 22.73 23.12 18.89 6.07 钛 铁 矿 个别硫 化 物 个别从表中数据表明：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

23、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/铁化学物相项 目磁性铁 赤褐铁 钛铁矿 碳酸铁 硫化铁 硅酸铁 合 计 钛磁铁矿 钛铁矿 硅酸盐 合 计4.85 0.72 11.31 钛化学物相四、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 密度/g ·cm -3 比磁化系数/×10-6cm 3/g钛磁铁矿 4.76 30280钛铁

24、矿 4.68 257硫化物 4.71 4100辉石等 3.19 114长石等 2.66 18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。

25、表2.2.1 阶磨阶选流程扩大连选试验结果表一段磨处理量/Kg·h-1一段磨原矿矿细度品位精矿品位尾矿 品位试样I 试样I 试样II 试样I 备注矿细度(-200目 (-200目/%/%TFe/% TiO 2/%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

26、一次精选粗选精矿/%精矿品位 /%精矿品位 /%二次精选总尾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%、TiO 211.56%时, 经过二段磨矿、二次精选，可选出精矿品位54.49% 、TiO 212.91%。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

27、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序，因此，节约碎磨钢耗，降低生产成本金额减少投资对选厂具有重大的经济意义。本次设计采用常规的碎磨流程，该流程是根据选厂近40 年的生产实际及其发展趋势，并结合国内选厂经验确定的。在设计中，为确定合

28、理的碎磨流程，考虑攀枝花钒钛磁铁矿的性质，本着采用先进可靠的技术、大型高效新设备、基建投资和经济效果好的原则，在以前各阶段设计的基础上，采用了“三段一闭路”破碎流程, 由于原矿的嵌布粒度分为较广采用 “阶磨阶选”的选别流程以降低后续作业的处理量、减少设备的负荷。 二、选别流程设计采用“粗磨旋流器分级粗磁选再磨二段旋流器分级精选精选扫选”的选别流程，流程特点为：1、粗选抛尾，降低后续作业的负荷，设计的抛尾率达45.67%； 2、旋流器分级效果好，效率高，维护简单；3、选别指标好，精矿品位高（54.24%）、回收率达72.26%。4、能够保证精矿品位和回收率，无论从矿物工艺学、经济上、选矿工艺上都

29、有良好的经济效益。三、选矿指标的确定第四节 产品方案和产品销售本次设计最终精矿为铁精矿，钛由选钛厂进行选别，钒通过冶炼厂转化提钒提取，设计产品质量为：铁精矿品位54.24%，钛含量13.00%产品销售：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。原矿(015mm 图2.1.1 选别流程图第三章 选矿厂设计计算第一节 制度和生产能力本设计选矿厂各车间的工作制度和生产能力依据攀枝花钢铁集团矿业公司密地选矿厂现场生产经验及其所使用的大型设备而定的，详见表3-1注。表3.1.1 主要设备作业率和作业时间车间名称 破碎及洗矿 自磨及选别 球磨及选别 精矿脱水年作业率(%）年工作日（

30、d ）330 290320 320330 250330每班作业时间（h ）56.5 8 8 68处理量计算：年处理量 Qa=220万吨/年日处理量 Qd=Qa/T=2200000/330=6666.67 吨/年破碎车间小时处理量 Q h1=Qd/t=6666.67/（3×6）=370. 40 吨/时磨矿车间日处理量 Q h2=Qd/t=6666.67/(3×8=227.78 吨/时第二节 破碎流程和破碎设备的选择计算设计选厂生产规模为480万吨/年，原矿最大粒度为1000mm ，破碎最终产品粒度为015mm ；原矿密度为=3.5t /m 3、松散密度为s =2.07t /m

31、 3、松散系数为1.60、含水率为2%、堆积角为38.5º、摩擦角为27º、普氏硬度为f=13。破碎车间工作制度为每日三班，每班运转6小时，年作业率为67.80%。磨矿车间和磁选车间每日三班，每班运转8小时，年作业率为90.40%。 一、破碎筛分流程选择计算采用三段一闭路破碎流程，详见下图3.2.1。注 选矿厂设计表4-1 主要设备作业率和作业时间。 6说明：图3.2.2即是图3.2.1方框中的等价形式。 1、计算总破碎比 S =Dmax (原矿最大粒度 1000=66. 67d (破碎最终产物粒度 152、各段破碎比的计算表3.2.1 各种破碎机在不同工作条件下的破碎比范围注破碎段 第I 段 第段 第段破碎机形式 颚式破碎机 标准圆锥破碎机 短头圆锥破碎机工作条件 开路 开路 闭路破碎比范围 35 35 48由表3.2.1 各种破碎机在不同工作条件下的破碎比范围，根据实际情况选用三段流程且选用上面三种类型的破碎机。平均破碎比： Sa =66. 67=4. 05 选定第一段破碎比为：S1=4.0 第二段破碎比为：S2=4.0 第三