金红矿业初步设计

连云港金红矿业有限公司

毛北金红石矿60万t/a采选工程初步设计报告书第一册说明书新疆有色冶金设计研究院2013年3月1概述1.1矿区概况1.2自然地理及经济概况1.3气象特征1.4设计的指导思想和基本原则1.5初步设计基础资料及依据1.6设计范围、内容及设计原则1.7建设条件1.8工程概况1.9结论和建议2矿山资源概况2.1矿区总体概况2.2本设计项目的资源概况2.3矿床开采技术条件及水文地质条件2.4矿床储量2.5存在的问题和建议3采矿3.1矿床开采技术条件3.2开采范围、开采方式3.3矿山开采现状3.4露天采场边坡3.5露天开采境界3.6矿山年产量、服务年限和工作制度3.7开拓运输方案3.8采矿工艺3.9采剥进度计划3.10压气设施3.11露天采场防排水4选矿4.1供矿条件4.2矿石性质4.3选矿试验研究简述4.4工作制度和生产能力4.5产品方案和设计流程4.6车间组成和生产过程简述4.7计量和检测4.8尾矿设施5总图运输5.1矿区概况5.2矿山总体布置5.3采矿总平面布置5.4 选矿厂总平面布置5.5汽车数量计算5.6道路、排水沟5.7矿部、行政生活区布置5.8场地平整5.9绿化5.10土地复垦5.11总图运输主要技术经济指标5.12设备一览表6电气、通讯6.1概述6.2设计依据6.3设计内容6.4负荷计算和供配电系统6.5电力传动及控制6.6应急电源6.7电气线路6.8电气照明6.9防雷接地与保护6.10防火安全6.11节能6.12通讯7给排水7.1设计依据7.2设计范围7.3给水标准与用水量7.4选厂供水水源7.5选矿厂区内给排水系统8除尘8.1设计依据8.2设计指导思想8.3主要产尘点8.4除尘系统设计8.5预期达到的效果9土建9.1设计依据9.2建筑设计原则9.3建筑设计9.4结构设计9.5存在问题10环境保护10.1设计采用的标准10.2工程概况及工程分析10.3主要污染源污染物10.4工程污染防治对策及生态保护措施10.5清洁生产分析11安全及职业卫生11.1设计原则11.2主要危险、有害因素分析11.3主要防治措施11.4消防11.5安全管理措施11.6工业卫生11.7预期效果12节能12.1能耗指标及分析12.2节能综合措施12.3节水措施12.4能源评价13投资概算13.1投资范围和内容13.2编制原则13.3投资分析13.4其它问题说明14技术经济14.1设计概况14.2资金使用及资金筹措14.3成本与费用14.4财务分析14.5综合评价14.6结论14.7基本报表目录附件：附件一：关于《江苏省东海县毛北矿区毛北矿段金红石矿勘探资源储量升级说明》矿产资源储量评审备案证明（苏国土资备字【2012】19号）附件二：江苏省国土资源厅关于连云港金红矿业有限公司毛北金红石矿划定矿区范围的批复（苏国土采划【2012】0010号）附件三：委托书4选矿4.1供矿条件矿山开采方式为露天开采，采出块度600〜Omm;采用公路运输，矿石用自卸汽车送往粗破碎矿仓。生产规模：年入选原矿60万t服务年限：总服务年限约13年（含基建期）。出矿品位：入选矿石平均品位：TiO?96%、石榴子石48.93%、绿辉石25.65%，含水3%。矿石真密度：3.48t/m3。矿山采用连续工作制度：年330天，3班，8小时。4.2矿石性质4.2.1矿石类型及组成矿石类型为榴辉岩型金红石矿石，矿石中主要金属矿物是金红石，其次为钛铁矿、黄铁矿；非金属矿物主要为绿辉石、石榴石，其次为少量石英和云母、角闪岩。金红石主要分布于石榴石粒间空隙和石榴石与辉石粒间，部分金红石与钛铁矿共生。矿石矿物：主要金属矿物是金红石，是本次回收的主要目的矿物，其次是黄铁矿、钛铁矿等；非金属矿物主要为辉石、石榴石，其次有少量石英和角闪石等。矿石矿物组成及组分百分含量详见表4-1。表4-1 矿石中主要矿物的含量%矿物金红石钛铁矿黄铁矿磁铁矿赤铁矿石榴石辉石含量2〜5<1少<0.5少50〜5525〜35矿物石英角闪石磷灰石帘石蓝晶石白云母含量<5少见少偶见偶见少见4.2.2主要矿物产出金红石：呈它形一半自形，粒状和粒状集合体，主要分布于石榴石粒间空隙和石榴石与辉石粒间，部分细粒（-0.05mm）金红石被石榴石和绿辉石包裹。部分金红石与钛铁矿共生。石榴石：主要呈它形一半自形，粒状和粒状集合体，颗粒之间相互紧密镶嵌，与辉石共生，在其粒间分布有石英、金红石颗粒。可见部分石榴石被辉石包裹。石榴石粒度较粗，粒径多在0.08〜0.7mm间，个别可达0.8mm，绝大多数在0.2〜0.5mm。辉石：它形一半自形一自形，粒状、长柱状和集合体状，粒径一般为0.1X0.05〜2X1.3mm。与石榴石共生，少数分布包裹石榴石、金红石的颗粒。钛铁矿：呈它形，粒状、不规则状，偶见半自形板条状，粒径一般可由0.005〜0.3mm，多与赤铁矿形成不混溶格架状连晶。可见，其与磁铁矿、金红石共生含有杂质Si、Cr、Mg，但含量均较低。4.2.3化学组成试验报告中对该矿石进行相关化学分析,其结果详见表4-2、4-3。表4-2原矿多元素分析结果成分TTiO2TFeCrKO2NaO2MnONiAlO23含量％3.6712.800.240.071.140.1010.0026.44成分CaOMgOSiO2SPNbTaSb含量％11.207.3843.220.100.09240.000140.000140.6表4-3原矿钛物相分析结果矿物金红石TiO2钛铁矿中TiO9榍石、硅酸盐中TiO9钛磁铁矿中TiO9合计含量3.000.500.250.023.77分布率79.5813.266.630.53100.00由上述化学分析可知，矿石中具有回收价值的金属元素为钛，其它金属元素含量均较低，不够综合回收标准要求。4.3选矿试验研究简述4.3.1流程试验西北地质研究院针对该矿进行了详细的试验研究，并于2011年12月提交了《江苏省东海县毛北金红石矿综合开发利用实验室小流程试验报告》试验回收的目的矿物：非金属矿物为石榴石、绿辉石；金属矿物为金红石、钛铁矿。其试验结论如下：（1）试验拟定了四种产品定位和相应的选矿工艺流程方案：产品定位1,要求最大限度回收金红石（钛铁矿）、粗（细）石榴石、绿辉石，并尽量提高各个产品的品级和回收率，选矿方案为“湿式磁选-分级-干式磁选-重选-浮选-磁选”联合工艺；产品定位2，要求以回收金红石（钛铁矿）、粗石榴石为主，在降低绿辉石的质量和回收率的情况下，尽可能简化流程，试验方案为“预先抛尾-分级-湿式磁选-干式磁选-重选-浮选-磁选”联合工艺；产品定位3,要求在不考虑绿辉石回收的情况下，以回收金红石（钛铁矿）、粗（细）石榴石为主，尽可能降低生产成本，试验方案为“重选-分级抛尾-湿式磁选-干式磁选-重选-浮选-磁选”联合工艺；产品定位4,要求在降低辉石和部分粗粒石榴石精矿品级的情况下，以回收金红石为主并简化流程，或者对细粒石榴石降低品级要求。试验方案为“产品定位2试验流程+抛尾再处理”联合工艺；同时试验还进行了“干式磨矿-干式分级-干式磁选-重选-浮选-磁选”联合流程。（2）流程方案的选择与确定通过对以上几种流程方案的产品质量、烘干量、设备处理参数的对比，本着对矿产资源最大化利用的要求，推荐产品定位1的“湿式磁选-分级-干式磁选-重选-浮选-干式磁选”选矿联合工艺流程。主要试验结果见表4-4,推荐试验流程见图4-1。注：“干式磨矿-干式分级-干式磁选-重选-浮选-磁选”方案，得到的石榴石精矿品质不高，并且颗粒表面有泥质，影响石榴石精矿的亮度。故本次试验不推荐干式磨矿-干式磁选流程，产品定位4由于和方案

表4-4 流程试验指标产品定位1（推荐工艺试验结果）产品名称产率（%）品位（％）回收率（％）TiO2石榴石辉石TiO2石榴石辉石金红石精矿2.0592.8350.99钛铁精矿1.4241.4715.78浮选石榴石精矿14.981.6792.506.7027.44浮选辉石精矿5.970.7081.501.1218.02重选辉石精矿22.800.9682.005.8769.24细粒石榴石精矿10.151.1690.003.1618.09粗粒石榴石精矿20.891.4691.508.1737.85尾矿21.741.41&21合计100.003.7350.5027.00100.00产品定,位2方案试验结果金红石精矿1.8192.1645.82钛铁精矿1.1741.7013.40浮选石榴石精矿14.841.5780.606.4023.70浮选辉石精矿4.060.7679.800.8511.23辉石精矿14.631.0384.404.1442.78细粒石榴石精矿13.701.3690.205.1224.49粗粒石榴石精矿22.261.5892.209.6640.68尾矿27.531.9314.61合计100.003.6450.4628.86100.00产品定位3方案试验结果金红石精矿1.8790.2245.91钛铁精矿1.1540.1312.55浮选石榴石精矿5.711.8083.002.809.48浮选辉石精矿4.761.7678.02.2813.26粗粒石榴石精矿24.061.3691.008.9243.79细粒石榴石精矿11.311.4889.904.5520.34尾矿51.141.6522.99合计100.003.6850.0028.00100.00“干式磨矿-干式分级-干式磁选-重选-浮选-磁选”方案试验结果金红石精矿1.9192.0748.63钛铁精矿1.0442.6812.27浮选石榴石精矿10.442.878.29浮选辉石精矿2.622.141.55重选辉石精矿22.360.9882.006.0667.91细粒石榴石精矿11.551.1787.003.7419.51粗粒石榴石精矿28.821.3887.5011.0048.97尾矿21.261.44&46合计100.003.6251.5027.00100.00图4-1试验推荐流程图

4.3.2可磨度试验选择大孤山矿石为标准样，进行可磨度试验。试验结果见表4-5中，相对可磨度曲线见图4-2。表4-5相对可磨度测定结果磨矿时间(min)0.81.5571015大孤山铁矿14.002252.3263.0074.6590.45东海金红石矿新生-0.074mm含量％10.0014.0029.6536.9550.0070.92新生-0.15mm含量36.9442.6977.6489.1697.2399.29图4-2相对可磨度曲线由相对可磨度曲线图4-2可知：该矿石比大孤山铁矿较难磨。(注：试验没有测定相对可磨度系数。预计K=0.49)。4.3.3试验评述金红石、石榴石、绿辉石间的比重、比磁化系数差异较小，不能采用单一流程或磁-重联合等简单流程处理。石榴石矿物量较大，又与金红石可浮性相近，有效分离是关键。试验流程设置的阶段磨矿，第一段所需细度随石榴石解离度而定，第二段是随金红石解离度所需细度而定，二者是综合回收各有用矿物的必要手段和措施。通过对各方案的试验指标和参数可知：产品定位1的方案流程各目的矿物回收率和所得产品质量相对较好。粗粒石榴石含量90%以上，细粒石榴石89%以上，辉石含量80%以上，金红石TiO2含量92%以上，钛铁矿TiO2含量40%以上。阶段磨矿，减少二段磨矿量及浮选量，提高了入选品位，改善了选别指标和尾矿处理负担，推荐作为设计依据是合理的。试验内容深度可以满足本设计要求，但采样TiO2品位较高(TiO23.73%),本次采矿采出品位较低(TiO22.96%),影响金红石与钛铁矿选别效果。辉石、细粒石榴石市场前景不明朗，建议下一步进行深加工研究，拓展市场，增加企业的经济效益。4.4工作制度与生产能力4.4.1工作制度选矿厂的工作制度为连续工作制，与矿山开采、运输工作制度相同。破碎系统工作制度与全厂一致，每年工作330d，三班制，每班6h，设备年运转5940h，设备作业率67.81%。磨矿、选别及脱水系统工作制度：每年工作330d，每天三班，每班8h，设备年运转7920h，设备作业率90.41%。干燥、包装系统工作制度：粗粒石榴石干燥与磨矿系统一致，其它产品的干燥、包装为间歇工作制度，根据各产品矿仓储存时间各不一致。4.4.2生产能力选矿厂设计规模为处理原矿60万t/a。各车间生产能力见表4-6。表4-6 选厂各车间生产能力车间名称日生产能力(t/d)小时生产能力(t/h)备注破碎筛分1818.18101.01磨选、脱水1818.1875.764.5产品方案与设计流程4.5.1产品方案选矿产品为粗粒石榴石、细粒石榴石、辉石、金红石、钛铁矿等。本项目不设尾矿库，选矿正常生产时每年产出17.13万t尾矿，经浓缩后输送至附近的废弃露天采坑中，填满后进行复垦。设计数质量指标及产品产量见表4-7。表4-7产品方案序号产品名称单位指标备注1金红石精矿万t/a0.948TiO291%2钛铁精矿万t/a0.624TiO240%3粗粒石榴石精矿万t/a12.642石榴石90%4细粒石榴石精矿万t/a13.14石榴石90%5绿辉石精矿万t/a15.516绿辉石80%6尾矿万t/a17.13总计万t/a604.5.2工艺流程破碎流程：碎块采用三段一闭路工艺流程，采出矿石块度600mm,最终碎矿产品粒度10~0mm。总破碎比60倍，矿石脆性好。各段破碎比分配见表4-8,破碎流程见图4-3。磨选流程：磨选采用磨矿分级-湿式强磁、分级-干式磁选回收石榴石-再磨-重选抛尾、中矿回收辉石、精矿浮选脱硫-混合浮选-分离浮选-磁选工艺流程。各成品脱水、干燥、装袋。设计磨选数质量流程图见图4-4。表4-8各段破碎比分配破碎段数入料粒度mm产品粒度mm破碎比，倍备注粗碎6002003中碎200504细碎50105总6001060表4-9数质量指标表产品名称产率（%）品位（％）回收率（％）TiO2石榴石辉石TiO2石榴石辉石金红石精矿1.589148.54钛铁精矿1.044014.04粗粒石榴石精矿21.071.1790.688.3239.05细粒石榴石精矿17.401.53893.8213.46细粒石榴石精矿214.501.0904.926.67石榴石精矿小计42.971.1790.1617.0479.18绿辉石精矿120.490.69804.7763.91绿辉石精矿25.370.53800.9616.75绿辉石精矿小计25.860.74805.7380.66尾矿28.551.5214.65合计1002.9648.9325.65100主要工艺指标：米用阶段!磨矿流程呈，设计的选矿指标见表6-10。原矿（600〜0）图例：产率（％）矿量（t/h） 粗碎 100,00100.01作业制度：年330天，3班/天，6小时/班 d=200设备运转5940小时，设备作业率67.81% 中碎原矿规模：60万t/a 100.00d=50 101.01253.78256.34+10||-10153.78圆振筛155.33C=153.78%153.78155.33破碎合格矿图4-3 破碎流程图图4-4 设计磨选数质量流程图4.6主要设备选择与计算4.6.1主要设备选择的原则该项目按60万t/a的设计规模，在设计上要求技术先进、经济合理、生产可靠。本设计考虑到公司的投资效益，有关设备选择的原则，主要考虑国产设备，但不排除采用国外先进设备，在满足生产能力的前提下，考虑高效节能，配置方便合理，易于管理。破碎设备设计选用的破碎机为新研发的国产设备，其具有以下特点：破碎机工作效率高，耗电少，性能稳定，操作方便；破碎机排矿粒度细粒级比例大，循环负荷小；破碎最终产品细粒多，实现了多碎少磨，提高了破碎效率，降低了选矿厂综合成本；设备总重量轻，数量少，吊车吨位小，维修方便；厂房面积小，土建费用低。筛分设备设计选用2YKR1860圆振筛1台。YKR型圆振筛具有结构先进、坚固耐用、维修方便和筛分效率高等特点。磨矿设备一段磨矿选用2台MBY2727湿式溢流型棒磨机；二段磨矿选用2台MQY2440湿式溢流型球磨机。分级设备与磨矿设备相对应，分级共选用4台FG-20分级机；检查筛分选用2台2SG48-60W-5STK高频细筛。该设备具有构造简单、轻便灵活、维修方便、单位容积处理能力大、占地面积小、分级效率或精度高等优点。选别设备重选设备：18台BL1500螺旋溜槽、24台6S矿砂摇床；磁选设备：2台SLON—2000脉动高梯度中磁选机，6台①300X1800永磁辊式强磁机，1台CTDG—400X1200永磁中磁选机。浮选设备：20台BF4浮选机，6台BF2浮选机。（6） 脱水、干燥设备浓缩设备：NXZ—9、45浓缩机各1台，NXZ—20浓缩机3台；过滤设备：HTG45、24、6陶瓷过滤机各2台（设备特性需一用一备）；干燥设备：1台HR®3.0X16回转式烘干机，2台HR®2.2X16回转式烘干机（含非连续作业）。（7） 包装设备4台物料半自动包装机NBF13001用于粗粒石榴石各粒级产品包装；2台物料全自动包装机NBF13002用于含钛产品、细石榴石精矿的包装。4.6.2主要设备的选择与计算4.6.2.1粗碎设备的选择拟选用CJ1150颚式破碎机。破碎机最大给料粒度：630mm满足入选块度-600mm要求。流程给料量=60X10000/330/3/6=101.01t/h给料粒度：D=600mm;产品粒度：d=200mmmax max破碎机排矿口宽度：e=d亿=200/1.6=125mmmax破碎机在标准状况下，排矿口为125mm时的处理量q=150t/h;设计取q=101.01t/h破碎机实际处理量：Q=KxK2K3K4qe£=1.0——矿石可碎性系数K2=p0/2.7=3.58/2.7=1.32 ——矿石密度修正系数Z* Up=3.58t/m3 矿石密度K3=l.l——给矿粒度修正系数(D/B=0.52)3 maxB=1150mm 破碎机给矿口宽度K4=1.0——水分修正系数Q=1.0X1.32X1.1X1.0X150=217.80t/h台数：n=Q0/Q=101.01/218.80=0.46台设计选用1台CJ1150型颚式破碎机，设备负荷率46.16%。4.6.2.2中碎设备的选择与计算拟选用CC200S标准圆锥破碎机。破碎机最大给料粒度：300mm。流程给料量101.01t/h破碎机在排矿口为25mm时样本处理量q=131t/h破碎机实际处理量：Q=K1K2K3K4qeK1=1.0——矿石可碎性系数K2=p0/2.7=3.58/2.7=1.32 ——矿石密度修正系数Z* Up=3.58t/m3 矿石密度K3=1.02——给矿粒度修正系数(e/B=125/300=0.42)K4=1.0——水分修正系数Q=1.0X1.32X1.02X1.0X131=176.38t/h台数：n=Q0/Q=101.01/176.38=0.57台设计选用1台CC200S粗腔型标准圆锥破碎机。设备负荷率57.27%。4.623细碎设备的选择与计算拟选用CC300圆锥破碎机。破碎机最大给料粒度：50mm。破碎机在排矿口为10mm的样本处理能力q=185t/h,计算处理矿石的生产能力为：Q=1.00X1.32X1.06X1.03X185=266.62t/h给入细碎的流程计算的矿石量为：101.01t/hX153.78%=155.33t/h,细碎圆锥破碎机的台数n=155.33/266.62=0.58。设计选用1台CC300短头圆锥破碎机，设备负荷率58.26%。4.624筛分设备的选择与计算拟选用2YKR1860单层圆振动筛。有效筛分面积：10.8m2。流程给料量256.34t/h,QqFV°0K1K2K3K4K5K6K7K8e——0.85，振动筛的有效筛分面积系数F——振动筛的筛网名义面积10.8m2V――18.2，振动筛单位筛分面积的平均容积处理量，6――2.38筛分物料的松散密度£——0.8给矿中细粒影响系数K2——1.32给矿中粗粒影响系数K3 1.0筛分效率系数K4――1.0物料种类和颗粒形状系数K5 1.0物料湿度影响系数K6——1.0筛分方法影响系数K7 0.84筛子运动参数系数K8——1.0晒面种类和筛孔形状系数Q=eFV6K!K2K3K4K5K6K7K8=0.85X10.8X18.2X2.38X0.8X1.32X1.0X1X1X1X0.84X1=352.72所需台数n=256.34/352.72=0.73台设计选用1台2YKR1860圆振动筛，设备负荷率72.67%。4.6.2.5磨矿设备的选择与计算根据60万t/a规模选厂按两个系列配置较为合理，一、二段磨矿配置宜采用1:1配置，便于今后的生产管理；一段磨矿产品粒度较粗,且过磨对产品质量影响较大，第一段磨矿采用棒磨机,磨至-0.4mm占100%，-0.074mm占40%，第二段再磨，选用溢流型球磨机，磨至-0.15mm占100%，-0.074mm占72%。磨矿设备选择计算如下:（1）一段磨矿设备选择计算设计选用①2.7X2.7m溢流型棒磨机，其单位处理量q按下式计算：q=k1k2k3k4q0t/m3h式中：q 设计拟选用磨机按新生成的级别（-0.074mm）计算的单位处理量（t/m3h）q0 生产中使用的磨矿机按新生成的级别（-0.074mm）计算的单位处理量（t/m3h）ki——被磨矿石的磨矿难易系数匕=0.53k2――磨机直径校正系数 k2=0.86k3――设计选用的磨机型式校正系数k3=0.85k4——不同给矿粒度和不同产品粒度差别系数k=m1/m2=0.84q=kkkkq=0.31X1.24=0.384t/m3hn1234%设计选用磨机的处理量按下式计算：Q=Vdq/（0d2—0d1）t/台h式中：Vd——设计选用的磨机有效容积m3,Vd=14m3d dq 设计选用磨机单位处理量q=0.384t/m3h0d1 设计选用磨机给矿中一0.074mm级别的含率0d1=6%Q=14X0.384/（0.1663-0.06）=50.57t/台h设计流程磨机处理量为75.76t/h,所需台数：n=75.76/50.57=1.50设计选用2台，负荷率75%。（2） 二段磨矿设备每个系列设计选用①2.4X4.0m溢流型棒磨机，其单位处理量q同于一段磨矿中相应计算公式。式中各参数取值为：气=0.49k2=0.81k3=0.85k4=0.95q=kkkkq=0.32X1.24=0.397t/m3hn1234%设计选用球磨机的处理量等同于一段磨矿中相应计算公式。式中：V——设计选用的磨机有效容积m3,Vd=16.2m3d dq 设计选用磨机单位处理量q=0.397t/m3h0d厂设计选用磨机给矿中-0.074mm级别的含率0d1=。％0d2—设计选用磨机给矿中-0.074mm级别的含率0d2=26.88%Q=16.2X0.397/(0.2688-0)=23.93t/台h设计流程磨机处理量为32.6t/h,所需台数：n=32.6/23.93=1.36设计选用2台，负荷率68.11%。4.6.2.6分级设备的选择与计算(1)一段螺旋分级机一段磨矿采用分级机分级，单系列给矿量Q]=75.76/2=37.88t/h,根据溢流处理量计算螺旋直径：D=-0.08+0.103SQRT(24Q]/mk]k2)式中： 1 12D――分级机螺旋直径，m;Q]――按照溢流中固体重量计的螺旋分级机处理量，Q]=37.88t/h;£——矿石密度校正系数，K1=3.58/2.7=1.32;K2――分级粒度校正系数，K2=1.96;m 分级机螺旋个数，m=1;代入计算，D=1.85m,选择D=2m单螺旋高堰式分级机1台。按照返砂中固体计的处理量进行验算Q2=135mK!nD3/24式中：Q2 按照返砂中固体重量计的螺旋分级机处理量，t/h;n 螺旋转速，n=3.6r/min;其它同上，代入计算Q2=169.24t/h>53.03t/h(设计返砂量)满足要求。(2)二段螺旋分级机二段磨矿也采用分级机分级，单系列给矿量Q]=32.6/2=16.3t/h,根据溢流处理量计算螺旋直径：D=-0.08+0.103SQRT(24Q1/mK]K2)式中： 12D――分级机螺旋直径，mQ1――按照溢流中固体重量计的螺旋分级机处理量，Q1=16.3t/h;K1——矿石密度校正系数，K]=3.58/2.7=1.32;k2――分级粒度校正系数，K2=1;m 分级机螺旋个数，m=1;代入计算D=1.69m，选择D=2m单螺旋沉没式分级机1台。按照返砂中固体计的处理量进行验算Q2=135mK1nD3/24式中：Q2 按照返砂中固体重量计的螺旋分级机处理量，t/h;n 螺旋转速，n=3.6r/min;其它同上，代入计算Q2=129.02t/h>32.60t/h(设计返砂量)满足要求。4.6.2.7磁选设备的选择与计算一段分级溢流湿式磁选设计处理量Q=75.76t/h，磁感应强度700mT，给矿浓度C=35%，体积V=161.62m3/h，Slon-2000脉动高梯度磁选机，W单台设备处理量100-200t/h，2台可以满足要求。另外选用2台e1420X1500圆筒隔渣筛与其配套。+0.125mm干式磁选经湿式分级后+0.125mm物料经脱水干燥后，采用①300X1800多辊式磁选机分选，单台设备处理量8t/h，设计处理量为39.40t/h，需要台数n=39.40/8=4.9台，设计选用6组，负荷率82.08%。金红石、钛铁矿干式磁选设计处理量Q=1.99t/h，磁感应强度600mT,CTDG-400X1200型号的处理量4〜7t/h,1台可满足要求。4.628湿式分级湿式强磁选精矿设计处理量44.32t/h，浓度CW=25%，矿浆体积V=144.93m3/h,拟采用2SG48-60W-5STK高频细筛分级，单台处理能力20〜30t/h，设计选用2台，筛析为0.125mm。4.6.2.9重选设备粗选螺旋溜槽设计处理量Q=54.19t/h，浓度CW=30%，矿浆体积WV=141.58m3/h，拟选用BL1500型号的螺旋溜槽，该设备能力4〜6t/h，设计选用18台，6台为一组，两组工作一组备用。扫选摇床设计处理量Q=20.05t/h，浓度CW=25%，矿浆体积V=66.83m3/h，拟选用6一S摇床，设备能力1.0〜1.5t/h，设计选用24台，8台为一组，共3组。4.6.2.10浮选设备的选择计算为便于管理，确保生产稳定，设计的浮选系统同磨矿系统同样按1:1相配套，即浮选同样按照2个系列进行配置。按照浮选矿浆体积法计算搅拌槽容积和浮选机容积，确定浮选机槽数。(1)搅拌槽脱硫搅拌槽矿浆搅拌槽容积的计算按下列公式：V=£Q(R+1/p)t/60式中：V——搅拌槽容积(m3);Q——设计流程量，为17.21t/h；R——矿浆液固比，为1.857；£ 处理量不均衡系数，浮选前为球磨机，取1.0；t 搅拌时间，取5min;矿浆搅拌槽容积V=1X17.21X(1.857+1/4.46)X5/60=2.98m3。即按2个系列，则每个系列需要矿浆搅拌槽容积V=2.98/2=1.49m3。选择GBJ-1500提升搅拌槽2台，每台有效容积2.2m3，可以满足要求。混合浮选搅拌槽矿浆搅拌槽容积的计算按下列公式：V=£Q(R+1/p)t/60式中：V——搅拌槽容积(m3);Q——设计流程量，为17.04t/h；R——矿浆液固比，为1.899；p 矿石密度，为4.46t/m3；£ 处理量不均衡系数，浮选前为球磨机，取1.0；t 搅拌时间，取6min;矿浆搅拌槽容积V=1X17.04X(1.899+1/4.46)X6/60=3.62m3。即按2个系列，则每个系列需要矿浆搅拌槽容积V=3.62/2=1.81m3。选择GBJ-1500提升搅拌槽2台，每台有效容积2.2m3，可以满足要求。分离浮选搅拌槽矿浆搅拌槽容积的计算按下列公式：V=£Q(R+1/p)t/60式中：V——搅拌槽容积(m3);Q——设计流程量，为12.97t/h；R——矿浆液固比，为2.333；p 矿石密度，为4.46t/m3；£ 处理量不均衡系数，浮选前为球磨机，取1.0；t 搅拌时间，取6min;矿浆搅拌槽容积V=1X12.97X（2.333+1/4.46）X6/60=3.32m3。即按2个系列，则每个系列需要矿浆搅拌槽容积V=3.32/2=1.66m3。选择GBJ-1500提升搅拌槽2台，每台有效容积2.2m3，可以满足要求。（2）浮选机①混合浮选浮选机混合浮选浮选机计算见表4-10。表4-1060万t/a选厂混合浮选浮选机计算表计算矿浆密度、矿浆体积量及浮选机情况作业浮硫粗选扫选精选干矿量（t/d）413.04442.32109.02333.36干矿量（t/h）17.2118.434.5513.89浓度（％）35301830矿石真比重（t/m3）4.464.464.464.46矿浆体积（m3/h）35.8247.1821.8035.49矿浆体积（m3/min）0.60.790.360.59矿浆密度（t/m3）1.3731.3021.1601.305浮选时间（min）4524浮选时间系数（I）2.62.62.62.6浮选机容积利用系数0.750.750.750.75浮选机总容积（m3）8.3213.692.508.18浮选机规格（m3）4424浮选机计算数量（台）2.083.421.252.04浮选机设计数量（台）4424经计算，浮选机选择如下：脱硫浮选粗选浮选机选择：BF-4自吸矿浆式浮选机共4台,分2个系列，每个系列按2台一组配置；混合浮选粗选浮选机选择：BF-4自吸矿浆式浮选机共4台,分2个系列，每个系列按2台一组配置；混合浮选扫选浮选机选择：BF-2自吸矿浆式浮选机共2台,分2个系列，每个系列按1台一组配置；混合浮选精选浮选机选择：BF-4自吸矿浆式浮选机共4台,分2个系列，每个系列按2台一组配置；②分离浮选浮选机分离浮选浮选机计算见表4-11。表4-1160万t/a分离浮选浮选机计算表计算矿浆密度、矿浆体积量及浮选机情况作业浮硫粗选扫选精选干矿量（t/d）400.32311.5291.250.16干矿量（t/h）16.6812.983.82.09浓度（％）28.52429.5824矿石真比重（t/m3）4.464.464.464.46矿浆体积（m3/h）45.543.969.897.07矿浆体积（m3/min）0.760.730.160.12矿浆密度（t/m3）1.2861.231.2811.282浮选时间（min）6422浮选时间系数（I）2.62.62.62.6浮选机容积利用系数0.750.750.750.75浮选机总容积（m3）15.8110.121.110.83浮选机规格（m3）4424浮选机计算数量（台）3.952.530.560.42浮选机设计数量（台）4424经计算，浮选机选择如下:分离浮选粗选浮选机选择：BF-4自吸矿浆式浮选机共4台,分2个系列，每个系列按2台一组配置；分离浮选扫选浮选机选择：BF-4自吸矿浆式浮选机共4台,分2个系列，每个系列按2台一组配置；分离浮选精选一浮选机选择：BF-2自吸矿浆式浮选机共2台，分2个系列，每个系列按1台一组配置；分离浮选精选二浮选机选择：BF-4自吸矿浆式浮选机共2台，分2个系列，每个系列按1台一组配置。4.6.2.11过滤设备的选择计算+0.125mm中间产品物料的过滤，拟采用板框压滤机，选择结果见表4-12。表4-12压滤机选择与计算结果名称处理量(t/h)过滤机型号数量(台)利用系数(t/m2.h)负荷率(%)备注+0.125mm中间产品物料51.22DZ24/200031.2585.372用1备其它产品过滤，米用陶瓷过滤机过滤，选择结果见表4-13。表4-13 陶瓷过滤机选择与计算结果名称处理量(t/h)过滤机型号数量(台)利用系数(t/m2.h)负荷率(%)备注辉石25.47HTG-4520.870.751用1备细粒石榴石14.28HTG-2420.874.371用1备含钛精矿2.59HTG-620.871.941用1备4.6.2.12浓缩设备的选择与计算辉石精矿：设计处理量25.47t/h，给矿浓度C=15.74%，浓W缩后C=45%，矿石密度2.97t/m3。W细粒石榴石精矿：设计处理量14.28t/h，给矿浓度C=23.44%，浓缩后C=45%，矿石密度4.55t/m3。W W含钛精矿：设计处理量2.59t/h，给矿浓度C=21.67%，浓W缩后C=45%，矿石密度4.64t/m3。W尾矿：设计处理量21.78t/h，给矿浓度C=13.80%，浓缩后WC=40%，矿石密度3.8t/m3。W浓缩可以采用普通浓缩机与加药高效浓缩机。普通浓缩机投资少，操作简单，但占地面积大，单位面积处理量小，底流浓度低；加药高效浓密机单位面积处理量大，占地面积小，底流浓度高，但需要加药，作业运行成本高。根据场地条件，部分浓缩设备需选择高效浓缩机。本设计按照溢流中最大颗粒的沉降速度计算需要浓缩机的面积：A=Gd（R]-R2）K]/（86.4p°K）式中：A——需要浓缩机面积，m2;Gd 给入浓缩机的固体量，t/d;dR1——浓缩前矿浆的液固比；r2――浓缩后矿浆的液固比；M0 溢流中最大颗粒的自由沉降速度,mm/s,|J0=545（6-1）d2（设计中取精矿d=5jm,尾矿取d=10jm）;K——浓缩机有效面积系数，K=0.85〜0.95,设计取K=0.85;K1――矿量波动系数，K1=1.05〜1.2,设计中取K1=1.1;精矿取K2=1.2;选择计算结果见表4-13。表4-13 浓缩机选择计算结果名称辉石石榴石中矿含钛精矿尾矿Gd(t/d)611.28342.721304.1662.16522.72R15.3533.2666.6823.6146.246R21.2221.2222.3331.2241.5J00.02680.04840.03520.04960.1526K0.950.950.950.950.95K11.101.101.101.101.10A(m2)1262.75193.972159.4048.94217.87D(m)40.1515.7452.517.9016.68浓缩机型号NXZ-45NXZ-20NXZ-53NXZ-9NXZ-20面积（m2）1590314223663.6314数量（台）11111负荷率（％）79.4261.6196.5776.9569.39按照单位面积处理量计算：A=Gd/q式中：A——需要的浓缩机面积，m2;Gd——给入浓缩机的矿量，t/d;dq 单位面积处理量，参照类似矿山，t/m2.d;选择结果见表4-14。表4-14 普通浓缩机选择计算结果名称单位辉石石榴石中矿含钛精矿尾矿Gdt/d611.28342.721304.1662.16522.72q22222Am2305.64171.36652.0812.24261.36Dm19.7614.7928.856.3018.27选择Dm242030920数量台11111两种结果比较可知：两种计算结果差距较大，考虑工业场地范围及浓缩设备型号尽可能统一，中矿和辉石浓缩需配加药设备选择结果见表4-15。表4-15 各物料产品浓缩机选择结果名称辉石石榴石中矿含钛精矿尾矿浓缩机型号NXZ-20NXZ-20NXZ-45NXZ-9NXZ-20选择D,m242030920台数，台111114.6.2.12干燥设备选择例举：+0.125mm中间产品物料干燥计算过程干燥机所需容积V:V=W/A式中：V——干燥机容积，m3；W 水分蒸发量，kg/h；A 蒸发强度，kg/m3.h；水分蒸发量：W=[(W]—W2)/(100—W2)]XGW1干燥前水分：10%,W2干燥后水分：2.0%G处理量：正常量39.40t/h(干)，最大量45.31t/h(干)W=[(10—2)/(1—0.1)]X45.31X1000=4109.75(kg/h)A=40kg/m3.hV=W/A=4109.75/40=102.74(m3)选择圆筒干燥机规格：①3.0X16m，V=141.3m3，故可以满足生产要求。其它产品计算过程简略，计算选型结果见表4-16。

表4-16烘干设备选择结果序号产品名称设计量(t/h)给入水分(%)产品水分(%)需要容积(m3)设备型号1+0.125mm中间产品物料39.40102102.7403.0X162细粒石榴石精矿10.9910229.8202.2X163含钛精矿1.991025.4001.2X16考虑业主设备型号尽可能统一，细粒石榴石精矿和含钛精矿干燥设备型号一致，含钛精矿干燥的作业制度为间断工作制。4.6.2.13包装机设备选择包装机台数选择：n=Q/V.K式中：n-包装机台数，台；Q 小时生产能力，kg/h；V——包装机速度，包/h；K——包装袋规格，取40kg/包；包装作业年工作330d，粗粒石榴石年产量为12,642万t/a(干基)，每天按一班(12h)计算，则小时生产能力为31.92t/h，最大生产能力Q=1.15X31.92X1000=36.708t/h。如果选择NBF13001型半自动包装机，每袋1000kg，其小时包装速度为10〜15包/h，取10包/h。贝归n=36708/10X1000=3.67台，取4台。包装机选择计算结果见表4-17。表4-17包装机选择结果表产品单位粗粒石榴石细粒石榴石金红石和钛铁矿共用小时量t/h31.9210.991.99波动系数1.151.151.15每袋kg100025050包装速度包/h10100200台数台3.670.500.23设计选用台444设备型号NBF13001NBF13002NBF130024.7车间组成和生产过程简述4.7.1车间组成选矿厂工艺部分由破碎筛分、主厂房和浓缩三大部分组成。破碎筛分部分：粗碎厂房、中细碎厂房、筛分厂房、转运站和粉矿仓五大单元组成，各单元间用经营费较低的胶带机运输矿石。主厂房部分由磨矿、分选、过滤、干燥和包装五大单元组成，配置时充分考虑矿浆自流，既节能降耗又便于操作管理。浓缩（脱水）部分由中矿、各精矿浓缩和尾矿浓缩及其泵站三大单元组成。此外，有中心实验（化验）室、机修车间、变电所等。4.7.2选矿工艺生产过程-600mm入选原矿经粗碎车间粗碎后（dV200mm）经胶带机输送到中细碎厂房。矿石经过中碎与细碎产品一并输送到筛分车间进行筛分，筛上物料（d>10mm）返回细碎机进行闭路破碎，筛下物料（dV10mm）经由胶带机和转运站转运至粉矿仓。主厂房共有二个磨矿、分选系列。物料经粉矿仓下的圆盘给矿机给到磨矿的给料胶带机进一段溢流型棒磨机，一段磨矿与分级机组成闭路磨矿；一段磨矿产品先经强磁、分级后，粗精矿过滤干燥后再干选，分离出粗粒石榴石；干选精矿与强磁尾矿合并后再磨矿再选。二段磨矿、分级后物料重选抛尾，重选精矿先脱硫再混合浮选，分离出辉石；浮选精矿再分离浮选，分选出细粒石榴石；分离浮选出的精矿经浓缩、过滤、干燥后再干选分离出金红石和钛铁精矿后分别包装成袋，辉石、细粒石榴石也经浓缩、过滤、干燥后包装成袋。4.7.3干燥系统生产工艺过程中间物料和各产品物料经皮带输送机送入快速沸腾式烘干机，各物料在机内特殊扬料装置作用下，横断面上呈“瀑布”状下落，轴向呈“波浪”形向前“蠕动”，使物料与节煤型高温沸腾炉提供的热风进行充分接触及换热，避免了“风洞”的影响，物料得以迅速高效地被干燥。干燥后的物料依次通过出料罩、双层电动锁风阀和输送皮带送到下一道工序或包装车间，废气夹带部分粉尘通过抗结露气箱脉冲袋式收尘器净化后排入大气，收集下来的粉尘回到出料皮带。节煤型高温沸腾炉提供稳定的高温热源的同时，在炉内混烧石灰石粉，可以对燃烧产生的S02进行固化脱硫，使之随炉渣排出，减少S02的排放。4.8计量与检测4.8.1取样为加强选矿厂技术管理，及时了解选矿生产情况，必须对选矿过程进行取样检查。根据该矿选矿设计流程，采取的样品主要有化学分析样、水分样、矿浆筛析及浓度样。化学分析样主要是测定原矿品位、各精矿品位、尾矿品位，定期对原矿进行多元素分析，便于及时发现生产中存在的问题，指导生产，改善选矿过程。水分样主要是测定原矿、各精矿水分，以便计算原矿处理量、各精矿产量、控制各精矿水分。矿浆筛析及浓度样主要是测定磨矿产品粒度、浓度，并据此调节磨矿分级设备的操作，确保磨矿产品的粒度、浓度符合生产工艺要求。4.8.2计量选矿厂计量分原矿计量、各产品计量，设置电子皮带秤进行计量。原矿计量设在1#、5#、7#、8#胶带机处。各产品计量设在9#、16#〜23#、24#〜26#胶带机处或各产品包装机计量。4.8.3检测及控制由于选矿过程比较复杂，影响选矿的因素较多，要实现选矿过程的检测和控制是一项比较复杂的工作，而且大部分仪表与控制装置是在较恶劣的环境下工作的，受到振动、粉尘、潮湿、腐蚀和磨损等因素影响，选矿过程的自动检测和控制，国内目前尚未达到全面使用阶段。因此该矿选厂的自动检测和控制只在部分工序设施。4.9尾矿设施选矿厂正常生产时每年产出17.13万t尾矿，项目服务年限内产出总尾矿量为222.69万to在选矿厂周围方圆约2.0km内有多个废弃露天采坑，露天坑的总有效容量约为147.5万m3,可容纳尾矿量250.7万t。可满足矿山服务年限内产出的尾矿量的堆存需要。甲方已经与相关单位签订了废弃露天采坑的使用协议，同意甲方所产生的尾矿排放。设计利用废弃露天采坑堆存尾矿，不仅实现了新建矿山不建尾矿库，减少了安全隐患，而且有利于土地复垦。尾矿浆自流至尾矿高效浓缩机进行浓缩处理后，采用50ZJ-A46型渣浆泵压力输送至露天坑内储存。注：此处设计过于粗糙，缺乏数据支撑及尾矿输送管线设计。5总图运输5.1矿区概况5.1.1位置与行政隶属矿区位于江苏省东海县城西南15km处。地理坐标：东经118°40’04〃〜118°40’32〃，北纬34°23’34〃〜34°24’03〃。隶属江苏省连云港市东海县安峰镇管辖。5.1.2交通矿区有公路与东海县、新沂市相通，东有陇海铁路从矿区北侧8km处通过，至连云港港口86km，东距白塔埠机场30km,交通甚为方便。5.1.3自然地理矿区属波状起伏平原地貌，地形开阔，西高东低，地面海拔标高24〜33m之间，比差不大。矿区东约4km，有安峰水库，西约5km有阿湖水库。矿体之上及其周围约1km之间无村庄。矿区为水系不太发育。无大的地表水体。5.1.4气候矿区属华北温暖带半湿润气候，四季分明，春秋多汗、夏季易涝，冬季干燥，春夏多偏东风，冬季多偏北风。据东海气象站资料（1972〜1983年），年平均气温为13.7°C，最低气温-12.7C。年蒸发量1724mm，年平均降雨量816.6mm，日最大降雨量204.5mm，最长连续降雨量324.5mm，降雨多集中在七、八、九三个月。占全年降雨量的60%。5.1.5经济概况矿区经济以农业为主，农作物主要为小麦、花生、水稻、玉米、山芋等。工业基础较薄弱，工副业有县属种蓄场，乡办石英（粉）厂，石榴金刚砂厂，砖瓦厂等。采矿方面主要开采石榴子石、蛭石、硅石（石英），多为乡办或民办。矿区所在县为国家商品粮基地之一，农业发达，但当地农民经济收入较低，而劳动力资源充足。5.1.6环境状况矿区所在地非旅游地，也无文物与自然保护区设立。矿区未发现对人体有害的元素地质背景值，矿石不含量溶水的有害组分，没有发生山洪、泥石流、滑坡等物理灾害现象。5.1.7供水矿区东侧3km有一安峰水库可考虑供选矿厂生产用水，由矿方与水利部门签订协议后，管道输送至选矿厂新水水池内。5.1.8供电矿方与县供电局签订协议后，电力由曲阳变电所和安峰变电所双电源输送至主厂房变电所位置。5.1.9现场考察⑴矿体分布简况整个矿体为多条矿脉组成，走向为南北方向，平行公路，长约2.7km，东西方向宽约0.2~0.3km，均分布在通往县城公路西侧约0.1~0.4km。矿方本次矿权范围为矿体南部，长约1km。矿权范围内北端距公路约400m，南端距公路约120m。矿体地表在12#地质勘探线附近有多个采矿坑，且靠东侧有部分坟堆。⑵矿区范围西侧紧邻他乡，设计中尽量不占他乡管辖土地，利于管理。⑶矿权范围县公路以东紧邻道路，矿方选择了选矿厂区和行政办公、生活区。占地约150亩；其中120亩为选矿厂区，30亩为行政办公、生活区。现土地已征，四周已构筑围墙并已建成矿部办公楼、门岗等设施。⑷选矿厂区状况：该区地面平坦，种植旱地作物，无民房,东侧有一条自然水渠（宽约3〜5m）。因此区内无大的土方工程，也无拆迁任务。5.2矿山总体布置该矿系新建矿山，采、选生产规模为60万t/a。有露天采矿生产和选矿生产组成。5.2.1采矿露天采矿场在县级峰泉公路西侧约400m。紧邻采矿场东北侧为临时排土场。一座矿山计量地磅房，一个卸矿平台和矿石临时堆场。5.2.2选矿选矿厂有矿石受矿口、粗碎、中细碎、筛分、粉矿仓、主厂房（磨矿、分选、过滤、烘干、包装）、浓缩池等。其它相关设施有：高低压变电所，粗、中细碎、筛分变电所、新水水池、循环水池（因浮选中间隔开）、化验室、仓库、配电室、精矿计量地磅房、原煤堆场，煤渣堆场、厕所等。5.3采矿总平面布置5.3.1采矿场总平面布置该矿为椭圆形凹陷露天采矿场，上口尺寸南北长约720m，东西宽约360m；底部为南北长约480m,东西宽约130m。封闭圈标地面标高31.0〜32.0m,露天底标高-50m（即采矿场深度81〜82m）。露天采场总出入口布置在采场东侧中部，标高31.5m。5.3.2废石临时堆场布置在紧邻采场东北侧，梯形场地，占地面积14450m2。5.3.3矿岩运输矿山的矿、岩运输采用公路开拓运输汽车运输方式。车辆为20t矿用自卸式汽车将矿石运输至卸矿平台卸入受矿口，废石运输至废石临时堆场。5.3.4卸矿平台和矿石临时堆场卸矿平台布置在粗碎间西侧，该平台利用废石堆筑（靠粗碎一面为钢筋混凝土挡墙，其它三面利用本矿废石构筑，边坡为1:1.5,堆筑高度11.5m,面积40mX30m）。临时矿石堆场，利用废石堆筑与卸矿平台同样高度，并紧邻布置该平台南侧，面积30mX30mo5.3.5矿石计量地磅房布置在采场出入口道路东侧，地磅称重60t。5.3.6排水沟沿采场封闭圈外侧约3〜5m距离，开挖梯形排水沟（底宽1.0m，上宽3.0m,深1.0m）。5.3.7采矿场车间办公室由矿部办公楼安排两个房间。5.4选矿厂总平面布置5.4.1矿石运输道路方案矿方在采矿场以东约400m处，紧邻峰泉公路东侧，已经选好了选矿厂区和行政办公、生活区，且土地已征，也适宜做选矿厂址。因此，选矿厂址无需再选择和比较。但采矿场和选矿厂之间有一条通往东海县城的公路相隔，矿石如何通过该公路需做运输方案的选择与比较。5.4.1.1运输方案选择结合现场实况，采选规模为60万t/a，采矿场矿石运输至选矿厂区，有直交和平交两个运输方案可供选择与比较。运一I方案：采场矿石用汽车运输至公路西侧的运一I粗碎间受矿口，经紧邻公路西侧的粗、中、细碎和筛分后，跨公路上方（距路面4.5m以上），用胶带输送机送至选矿厂区西侧粉矿仓，为立交运输方案。运一II方案：采矿场矿石用汽车向东运输，经过公路（平交道口）运至选矿厂区运一II粗碎间受矿口，经厂区东侧的粗、中、细碎和筛分后，用胶带输送机送至选矿厂厂区西侧粉矿仓，为平交运输方案。5.4.1.2运输方案比较 表5.1序号项目名称、一* T >*J?A运一I万案、一* ▼▼、*J?A运一II万案1汽车运输距离（出入口）190m440m2看守平交道口无1处3看守道口职工人数无4人4征地26亩无5每车次过道口间隔时间无8min(20t)汽车6粉尘、噪音对矿部影响无有7穿越公路审批易难8生产安全管理单一复杂9转运站无1个541.3推荐