选矿厂设计1 第一章 绪论

选矿厂设计

Designofmineralprocessingplant课

程

目录第一章绪论第二章工艺流程的选择与计算第三章主要工艺设备的选择与计算第四章辅助设备和设施的选择和计算第五章总平面布置和厂房设备配置第六章选矿厂尾矿设施和环境保护第七章选矿过程检测与自动控制第八章选矿厂设计概算和财务评价第一章绪论§1-1课程概况、重点和要求§1-2选矿厂设计的定义、目的和要求§1-3选矿厂设计的内容§1-4选矿厂设计的工作阶段和步骤§1-5选矿厂设计的发展趋势§1-6选矿厂规模划分与工作制度§1-1课程概况、重点和要求选矿厂设计是一项系统工程，涉及多个专业和部门。内容繁杂，但掌握深度不同：以选矿工艺为主导专业，以水、电、土木、经济、环保等专业为辅助。需要综合运用选矿及相关专业的理论与技术，将之转化为可指导建厂的文字及图纸设计方案。§1-1-1课程概况1.设备选型—设备是完成选矿厂生产任务的保障

例如：颚式破碎机和旋回破碎机的选择

磨机能力的选择对分选作业正常生产的影响

浮选机规格的合理确定2.设备配置—保证物料通畅，同时便于操作和检修例如：粉矿仓、给矿机、皮带及球磨机的配置

分级机的安装角度

分选设备与分级机溢流点的合理配置§1-1-2课程重点课程共40学时，其中讲课32学时，习题课8学时。课程考核方式与比例：根据考试课要求，分为三部分考核

平时成绩（20%）+期中成绩（20%）+期末成绩（60%）本课程的综合性和实践性强，需通过系统的课程学习、课程设计、毕业设计等阶段的训练方能基本掌握。§1-1-3课程要求§1-2选矿厂设计的定义、目的和要求1.定义：何谓选矿厂设计？

—在选矿厂建设前所做出的具体的建厂方案。

1）文字方案：以设计说明书为主要提交形式

2）图纸方案：以设备配置图及施工图为提交形式2.选矿厂设计的目的

—通过选矿厂设计的一系列工作，使选矿厂生产流程和设备最为合理，使选矿厂经济和技术指标最佳，即达到投资最少、效益最大的设计目的。例如：旋回破碎机的投资及适用性旋流器和螺旋分级机的技术经济比较设备基础厚度、承重梁的规格等等权衡利弊、综合考虑

3.选矿厂设计的基本要求1）

设计的程序、设计原则和方案确定必须按照国家的相

关政策和法规进行；2）

设计还要符合行业规范和企业发展规划；3）

采用的流程、设备及技术指标应具有先进性和可靠性；4）具有必要的安全、劳保以及环保措施；

5）最大限度地提高资源的综合利用率。§1-3选矿厂设计的内容选矿厂设计是一项系统工程，需要多专业与选矿专业外相互配合。（1）设备需要空间、安装及操作空间，故需委托土建专业；（2）设备要用电运转，故需委托配电专业；（3）要实现自动化生产，故需委托信息自动化专业；（4）尾矿水如何满足排放要求、厂内环境如何满足国家环境

标准，则需要委托环境保护专业。（5）设计方案的经济指标核算，则需要委托经济专业。

这些内容需要选矿技术人员和其他相应专业合作完成。需要选矿专业独立完成的内容一、合理选择厂址（需会同政府、职能部门共同进行）二、确定各厂房和车间的位置三、确定高位水池的位置、形式和容积四、确定破碎车间的工作制度、工艺流程及设备五、确定主厂房（磨选车间）的工作制度、工艺流程及设备六、确定脱水车间的工作制度、流程及设备七、确定适宜的辅助设备和设施八、进行合理的设备配置九、工艺厂房设计和总平面布置十、进行必要的全厂劳动定员十一、确定原矿及产品输送方案十二、合理选择尾矿坝址§1-3-1厂址的选择原则1、从符合国家的方针和政策方面考虑1）要节约用地，少占用农田和林地；2）符合环保要求，不能影响周边居民的生活。2、从选矿厂和上下游工业间的联系考虑1）尽量靠近矿山或用户，以降低原矿和产品运输费用；2）考虑交通运输条件，靠近铁路干线和公路；3）具有扩展余地，以备扩大规模。3、从选矿厂内部正常生产的需要考虑

1）地形条件必须满足选矿厂的工艺要求最好坡地建厂，以满足自流：

所需坡度：破碎车间20～25°，主厂房10～15°；若平地建厂：则需3～5°，便于地面污水排放2）保证供水、供电条件，靠近水源与电网3）保证安全生产：不能建在矿体上；

避开较差的工程地质条件。

需要分别确定破碎车间、主厂房、脱水车间的具体标高和面积，此项工作须在完成设备配置后进行。一旦确定，即可交由剥离工程组织施工。典型坡地建厂方案：破碎车间、主厂房、脱水车间形成3个阶梯型平面。§1-3-2确定各厂房和车间的位置§1-3-3确定高位水池的位置、形式和容积位置：高位水池池底高于最高用水点6米最高用水点位于破碎车间，即冲洗用水点

6米：保证一定的水压形式：方形和圆形，圆形居多。容积：可满足选矿厂连续生产24h的需水量，在矿浆流程计算完成后即可确定。工作制度：连续/间断工作制

年工作天数、天工作班数、班工作时数

设备作业率破碎流程完全由设计方独立完成，这一点与选别流程由试验方确定不同，将在2-1具体讲。破碎设备选型非常关键，要给磨矿作业提供粒度尽量小的物料，对选厂节能降耗起到重要作用。§1-3-4确定破碎车间的工作制度、

工艺流程和设备工作制度：连续工作制、年工作天数、天工作班数、

班工作时数、设备作业率磨矿流程完全由设计方独立完成，在2-2具体讲。选别流程根据系统的选矿试验报告确定，其确定与计算详见2-3。§1-3-5确定主厂房的工作制度、

工艺流程和设备工作制度：一般和主厂房相同，采用连续工作制。当过滤作业前设置浓密机时，需要根据底流浓度灵活调整工作制度。脱水流程多是采用浓缩-过滤两段流程，磁选和重选精矿一般不浓缩，直接给入过滤机或离心机进行脱水。脱水设备：浓缩机（浓密机）、过滤机、压滤机等。§1-3-6确定脱水车间的工作制度、

工艺流程和设备固体物料运输设备：皮带运输机、给矿机矿浆运输设备：砂泵维修起重设备：手动及电动葫芦、吊车辅助设施：原矿仓、粉矿仓、产品仓、中间缓冲矿仓§1-3-7辅助设备和设施的确定1.破碎机和筛分机的配置—破碎车间2.磨矿机和分级设备的配置—磨矿车间3.分选设备的配置—选别车间4.脱水设备的配置—脱水车间§1-3-8主要工艺设备的配置主要工作是确定厂房面积和高度，此项工作须在设备配置完成后进行。需要注意的是，厂房高度的确定分两种情况：

一是设置起重设备；

二是不设起重设备（露天矿）。配置中有很多尺寸都是互相制约的，因此要综合考虑问题。§1-3-9工艺厂房设计需要具体到每一个生产岗位和管理岗位

先根据岗位定岗，然后乘以一定的富余系数。§1-3-10选厂的劳动定员火车运输：成本低汽车运输：成本高结合厂址的具体交通运输条件，因地制宜。§1-3-11确定原矿和产品输送方案要尽量靠近选厂，以节省运输成本。库容要满足选厂服务年限内的生产要求，即根据矿山服务年限和生产规模确定尾矿量。建设尾矿库的成本很大，而且其安全隐患也很大，因此需要格外重视。主要的建设工作由测绘部门完成，一般选择三面环山的位置，一面人工筑坝。

§1-3-12尾矿坝址的选择§1-4选矿厂设计的工作阶段和步骤1.设计前期工作阶段（准备阶段）2.设计工作阶段（初步设计和施工图设计）3.设计后期工作阶段（施工和生产调试阶段）请注意，也有四段式的分类方法，即将第三阶段中的施工和生产调试两个阶段分开。§1-4-1第一阶段—设计前期工作阶段1）

查明矿石储量和品位储量：决定服务年限，是否值得投资开采建厂品位：大致决定开采的价值这项工作需由地质勘探技术人员完成，取样的代表性务必保证，否则试验指标和设计指标难以兑现。避免出现以下情况：选矿厂的投资人随意取矿，然后委托他人做试验和设计，造成资金和资源损失。2）

选矿试验研究a.确认试样的代表性，试样品位与生产矿样的品位要一致。b.需做详细的岩矿鉴定：矿物组成、物相分析、嵌布特性等。

（铁矿物的亚铁、铁闪锌矿对分选指标的影响）c.根据矿石性质和设计规模确定试验规模和深度。

d.确定最佳的分选工艺流程及分选技术指标。（需有比较）e.确定产品密度：包含中间产品在内的所有产品，这是计算

矿浆流程所需要的非常重要的一个基础数据。f.矿石可磨度测定，主要指相对可磨度，将用于磨机选择；g.尾矿沉降曲线确定，将用于尾矿库的设计；h.选矿最终产品分析：

粒度分析用于脱水方案的选择；

化学分析和物相分析,找出提高分选指标的可能途径。i.选矿试验报告需内容完整、数据齐全可靠、文字表述清楚、图表清晰、给出试验推荐流程，说明试验过程中存在的问题和建议。对于政府投资建设的选矿厂，选矿试验报告必须通过审查和批准后，方可作为设计依据；企业投资的项目则不必。选矿试验规模1.实验室试验：小型试验、扩大连续试验2.半工业试验3.工业试验根据矿石可选性和设计规模的不同，以及所处设计阶段的不同，选矿试验规模和深度也不同，详见教材.3）

项目可行性研究（“可研”）主要任务是在选矿试验研究的基础上，进行经济分析和环保分析，例如铜铅分离过程中抑制铅的常用药剂是重铬酸钾，但其因对环境污染已被禁用，这样的项目难以获批。4）

编制项目建议书—征得上级主管部门许可的必备文件5）

厂址选择：按照其选择原则进行。

有时此项工作要先于其它步骤进行，以便写入可行性研究报告，利于项目的批准。

在项目可行性研究中选矿专业的工作内容：①简述矿床和矿石类型和工艺矿物学研究②简述矿山供矿条件③简述和评价选矿试验④确定或参与确定建设规模和产品方案⑤根据选矿试验和类似资料，通过方案比较初步确定工艺流程、指标、工作制度以及主要设备的规格和台数（主要工作）⑥进行工艺厂房布置和设备概略配置⑦初步确定生产过程机械化和自动化水平及辅助设施⑧提出动力及主要材料消耗指标，估算投资和劳动定员⑨绘制工艺流程图及工艺建筑系统图⑩提出存在问题和建议§1-4-2第二阶段—设计工作阶段1）

初步设计阶段以文字设计为主，包括4类文件：设计说明书、图纸、设备清单、概算书，具体内容详见教材。2）

施工图设计阶段以图纸设计为主，直接可以指导施工，详见教材。这两个阶段的主要区别：初步设计图纸相对简单，对其评审后以此为设计蓝本进行施工图设计，施工图设计则复杂很多，需多专业配合做。国内外图纸工作的区别：国外多由机械工程师完成，国内则由选矿工程师或和其他专业共同来做。一般来讲，施工图设计不得违反初步设计的原则方案，如果确因设备订货或其他条件变化而需要对初步设计原则方案进行更改时，必须呈报给原初步设计的审批单位，批准后方可变更，同时要相应地编制修改设计说明书。§1-4-3第三阶段—施工和生产调试阶段施工阶段：设计方须在现场监督和检查施工方按照设计方案严格施工，尤其是设备的安装基础，预埋地脚螺栓的位置要正确、可靠，

常需要拉对角线定位，另外还需解决施工过程中遇到的设备和材料代用及工程质量问题。生产调试阶段：1）

单机运转调试，不带矿运转；2）

连续生产调试，指标稳定时长达到规定时间后方可交工、竣工以及验收。

实际设计工作中，只有“工程总承包”才全部包括这3个阶段。§1-5选矿厂设计的发展趋势1.设备大型化：这是适应矿产资源日益贫、细、杂，以及选矿厂规模不断大型化的必然趋势。2.工艺与设备高效节能化：如何降低磨矿能耗成为研究和设计的重点，如“多碎少磨”的主张及其设计原则。3.生产过程检测与控制自动化：对于改善作业条件、保证生产稳定、提高技术指标、减轻劳动强度具有重要作用。4.设计过程计算机辅助化：

充分利用计算机辅助设计工具（excel、程序设计、数据库开发软件、CAD及二次开发等），提高设计质量和效率。§1-6

选矿厂规模划分与工作制度§1-6-1选矿厂规模和服务年限§1-6-2选矿厂工作制度和设备作业率§1-6-3设计小时处理量的确定§1-6-1选矿厂规模和服务年限（1）确定选矿厂设计规模（生产能力）的原则①在地质资源(矿床的工业储量)和开采条件允许的情况下，选矿厂规模与冶金厂（产品的需求量）及矿山规模（采场）统一考虑；②大型选厂需要论证一次建厂与分期建厂；③出矿点多的矿山需要论证分散建厂与集中建厂；④合理确定选矿厂设计规模及服务年限。（2）选矿厂设计规模的划分①一般工业企业的规模：通常用一年生产的成品数量表示；②选矿厂规模划分：通常用选矿厂一年或一天处理的原矿量来表示。黑色金属选矿厂生产能力是指年处理原矿数量；有色金属选矿厂生产能力是指日处理原矿数量。③根据我国资源情况和矿石类型，将选矿厂的规模划分为大、中、小三种类型，可查相关的国家建设规模标准（如2004年颁发以及其他版本）。（3）选矿厂的服务年限：当矿山资源储量一定时，服务年限与选矿厂规模负相关，因此对于二者的平衡应充分、慎重考虑，以获得投资最省和效益最大为最佳配置。

一般按照小型选厂不少于10年、中型选厂不少于15年、大型选厂不少于20年来确定。下列情况经上级主管部门批准，可以缩短其服务年限：①国家迫切需要和快速回收的金属或矿物；②简易的小型选矿厂；③开采条件较好的富矿和矿床远景储量较大的矿山。§1-6-2选矿厂工作制度和设备作业率1.选矿厂工作制度（1）连续工作制：全年连续生产，法定节假日不休息（2）间断工作制：全年间断生产，法定节假日休息选矿厂一般采用连续工作制，即全年365天生产（其中设

备运转330天，维修35天）。

具体讲来，工作制度应说明4个内容：1）连续或间断工作制2）年工作天（日）数3）天（日）工作班数4）班工作小时数破碎车间：根据与采矿供矿制度或主厂房工作制度相一致的原则选取，多采用连续工作制。

设备全年运转330天，每天运转3班，每班5-6小时。主厂房：连续工作制。

设备全年运转330天，每天运转3班，每班8小时。精矿脱水车间：一般采用与主厂房相同的工作制度，但当精矿量少和过滤设备能力相对大时，每日可只工作1～2班。2.设备作业率（年作业率）定义：设备