铁矿选矿厂设计.

前言随着现代科学技术的不断发展，矿产资源耗量日益增长，对矿产资源的综合利用程度的要求逐步提高，环境保护法的日趋完善，也促进了选矿技术迅速发展，有可能实现经济地处理低品位矿石。

本次设计的题目是胡家庙子100万吨/年铁矿选矿厂初步设计，经过对原矿性质、矿区地形和气候条件等资料的分析，完成了设计说明书的撰写、图纸的绘制。

另外，还进行了外文文献的翻译和专题论文的撰写。

毕业设计是大学教学的最后一个环节，是为了把大学所学的知识进行巩固。

本设计的处理量中等，磁铁矿的品位过低，如何设计合理的工艺流程从而实现由贫磁铁矿变为高品位磁铁矿的工艺目标是本次设计主要解决的问题。

在设计过程中我得到了矿加工程系各位指导教师的大力帮助，在此深表感谢。

1 概述1.1 胡家庙子铁矿概况1.1.1 矿区自然情况（1）地理位置与交通情况胡家庙子铁矿位于辽宁省鞍山市东部15km处，北距齐大山铁矿6km，西南距眼前山铁矿5.5km。

选厂位于胡家庙子铁矿床中部西侧，金湖新村西侧山坡处，距许东沟采区（一期）1500m，距哑巴山采区（二期）1500m。

齐大山至七岭子的乡级公路经过厂区，交通便利，保障了选厂原材料的供应及产品的外运。

（2）气候情况矿区属大陆性气候，年最高气温在7月份，最高气温36.9℃，最低气温在2月份，气温达-30.4℃，全年平均气温为9.1℃。

采暖期为11月15日～4月15日。

年降水量约为707毫米，最大降雨量在7～8月份。

1.1.2 行政区划分矿区行政隶属于千山区齐大山镇，总面积为6平方千米。

1.1.3 供水、供电情况选厂用水来源于鞍钢给水厂北大沟污水处理站处理后的工业清水，也称净环水，由齐大山选矿厂沟口加压泵站转供，车间用水以回水为主，主要包括精矿过滤后的水，浓缩机的溢流及尾矿库的回水。

外部电源由樱桃园220kv开闭所改建的220kv变电所供电，供电电源为双回路，电压等级为66kv，供电线路长约10km。

1.2 矿区地址及矿石性质该矿区矿石属于鞍山式沉积变质铁矿床主要性质，特征为：矿石自然类型主要为石英磁铁石英岩、辉石磁铁石英岩、磁铁辉石岩、赤铁石英岩，含铁石英岩五类，以磁铁石英岩为主。

矿石结构为中细粒镶嵌变晶结构，个别有全自形结构，主要有条带状，条纹状和片麻状构造，其次有块状构造等。

主要金属矿物及其含量：金属矿物占34.51%，其中磁铁矿占31.23%，赤铁矿占1.86%，褐铁矿占1.24%，黄铁矿占0.18%，全矿区以磁铁矿为主，个别有极少量赤铁矿。

脉石矿物占65.49%，其中石英占43.42%，阳起石占13.2%，透闪石5.58%，云母类2.24%绿泥石1.05%。

矿石硬度中等；矿石真密度δ=3.3t/m³；矿石松散度系数 1.5。

对原矿进行多元素分析，结果见表3-1所示：表3-1 矿石的化学成分（质量分数）/%Table .3-1 The chemical composition of ores (mass fraction)/%成分TFe FeO Fe2O3SiO2AL2O3CaO MnO Na2O K2O SO2CO2H2O 含量% 28.68 11.90 24.31 42.21 3.84 1.37 0.14 0.93 0.57 0.03 0.60 1.72可见原矿为含磁铁矿的铁矿石，主要脉石矿物为石英和阳起石，另外根据硫的含量可知矿石中含有少量硫化物。

根据化学分析结果可知，矿石中有价金属含量为：Feα=28.68%。

原矿的其他性质为：mmQ500=最大；矿石硬度中等；矿石真密度3/3.3mt=δ，矿石松散度系数为1.5。

1.3 矿石开采，原、精矿运输及尾矿处理1.3.1 采矿条件采用山坡露天开采，纵向开采方法，沿矿体走向在矿岩交界处的岩石中开沟，垂直矿体走向，纵向开采，采用平行溜井，电机车、汽车联合运输。

采矿前由孔径为250mm和3100mm的牙轮站机钻钻深孔，然后进行装药爆破。

爆破后，岩石用7.6m3的电铲与120、170型汽车相配合装运到排土场。

1.3.2 原矿运输原矿开采后采用平洞溜井，电机车、汽车联合运输。

矿石由4m3电铲与27t贝斯汽车运到溜井，再用气动闸门控制装入60t翻斗车运往选矿厂。

1.3.3 精矿运输精矿运输由每组23～25辆60t敞篷车组成，运往鞍钢铁厂。

1.3.4 尾矿处理尾矿输运经四个泵站扬送到尾矿库内，每个泵站有120T泵3台，每台泵站的扬程为53mm，扬量为1560～1700m3/h。

1.4 厂址选择的合理性选厂的厂址选择合理性应具有以下的依据：（1）位于沈阳、辽阳、鞍山之间，交通便利，地理位置优越；（2）原矿处理量大，选厂靠近矿山，节省运费；（3）厂址建于15°的山坡上，不占用农田，不妨碍农田水利建设，矿浆可实现自留输送；（4）厂址不建在矿体上，不靠近爆破危险区，位于坚硬的岩石上，有利于重型设备的安装；（5）厂址靠近细河水源，减少输送线长和能耗；（6）尾矿库建在低凹的山谷中，靠近选厂，而且不污染水源、河流；（7）供水、供电可靠，有利于生产生活。

综上所述，新建胡家庙子选矿厂在厂址上的选择是合理的。

2 选别工艺流程论证2.1 选别工艺的确定本人所设计的磁铁矿选矿厂的矿石来源于胡家庙子铁矿，矿石属于鞍山式贫磁铁矿。

按矿石的自然类型分为赤铁石英岩、磁铁石英岩、磁铁假象赤铁石英岩、透闪—阳起或绿泥磁铁石英岩，属贫铁高硅、低硫低磷的简单型矿石，矿石粒度较细，铁矿物粒径0.074mm以上的占60%，0.015mm以下的小于4%，其他粒径为0.015～0.074mm之间。

矿石密度3.3t/m3，松散度为2.2 t/m3，矿石硬度f=12-18，松散系数1.5。

根据矿石性质及矿石嵌布粒度特征，定制选别工艺流程，其工艺流程特点可概述如下：阶段磨矿—阶段选别、单一磁选、预选除废。

所采用的工艺流程如图2-1所示。

图2.1 工艺流程原则流程2.2工艺流程论证2.2.1单一磁选流程论证首先，磁铁矿占31.23%，赤铁矿占1.86%，褐铁矿占1.24%，黄铁矿占0.18%，全矿=24.50%。

故只需考虑磁选对有价金区以磁铁矿为主。

其次，矿石中有价金属含量为：Fe属的回收。

另外，磁选具有较大的设备处理能力，操作方便，生产成本低。

最重要的是对环境污染小，尾矿回水可循环利用等优点。

2.2.2阶段磨矿、阶段选别流程论证矿石的主要脉石矿物为石英和角闪石，根据其矿石结构、嵌布粒度特性知，石英的嵌布粒度要比磁铁矿的粗，所以当一段磨矿分级后，石英部分单体解离，此时采用大筒经磁选机可以及时抛出一部分脉石矿物，从而提高了精矿品位，也可以减轻二段磨机负荷，提高二段磨机处理能力。

因此，采用阶段磨矿、阶段选别工艺流程。

综上知，采用阶段磨矿阶段选别是可行且合理的。

2.2.3磁滑轮预选论证根据胡家庙子铁矿采矿方法和现场所做的调研知原矿中会混入大于7%的围岩，由此，预选是必要的。

如果将预选布置在破碎之前，矿石未达到单体解离，可剔除脉石矿物含量有限。

参考现场生产实践，破碎作业之后矿石粒度为0～10mm，此时，矿石单体解离度已经很高，用磁滑轮预选可剔除很大一部分的废石，提高矿石品位，减少进入磨矿等工序的矿量，节省建厂投资，降低生产消耗和成本。

2.2.4一段大筒径磁选论证参考现场生产资料，一段磨矿分级溢流-200目粒级含量达52.0% ，此时脉石矿物已经大部分单体解离。

根据现场资料知，采用大筒径磁选机可将其中大约40%左右的脉石及时抛出，提高精矿品位。

甩出了相当一部分脉石矿物，减轻了二段磨机负荷，提高了二段磨机处理量，从经济方面考虑，应采用大筒径磁选作业。

2.2.5浓缩磁选流程论证参考现场资料，二段磨矿单体解离度为83% 。

二段磨矿分级后，磁铁矿和脉石矿物单体解离都比较充分，但仍有部分未单体解离的粗粒磁铁矿，而且考虑到精矿指标，品位必须继续提高。

使用磁力脱水槽能分选出大量细粒尾矿并兼有脱泥作用，同时还可以提高精矿品位，且结构简单、操作方便。

现场资料表明采用磁力脱水槽后，精矿品位达到50.31% ，尾矿品位7.39% ，尾矿产率达9.08% 。

此处设置浓缩磁选即可以为磨矿作业继续剔除一部分废石，提高磨矿作业率，又可以增大磨矿给矿浓度，降低能耗。

最重要的，浓缩磁选作业及时对返砂进行分选，将二段磨矿之后达到单体解离的脉石及时剔除。

改变了以往设计流程对返砂直接再磨的套路，尽最大可能节省能耗，节约资源。

综上可知，浓缩磁选是合理的。

2.2.6二段小筒径磁选流程论证旋流器分级后，此时溢流粒度为-200目83%，矿石单体解离已经很充分。

参考现场资料，采用小筒径磁选作业后，二段磁选精矿品位提高到60.5% ，尾矿品位为9.75% 。

应采用二段小筒径磁选作业。

2.2.7三段小筒径磁选流程论证小筒径磁选机用在这里主要作用就是进一步提高品位。

现场生产资料表明，采用小筒径后，精矿品位由60.5%提高到了67.5%。

由此，采用三段小筒径磁选作业是合理的。

3 破碎流程的计算3.1 新建选矿厂规模新建胡家庙子选矿厂是处理铁矿石的选矿厂，其矿石来源于胡家庙子露天铁矿开采出的矿石，年处理量为100万吨，矿石粒度为500mm ，矿石密度为3/3.3m t ，矿石松散度系数为1.5，矿石硬度中等。

3.1.1 破碎车间工作能力、工作制度和设备作业率破碎车间工作制度与采矿供矿制度一致，采用间断工作制，全年设备运转330天，每天3班，每班6小时。

则破碎车间小时处理量为：h t htt Q Q /168.4633301000000=⨯⨯==碎 (3-1) 破碎车间设备作业率为：%67.8%1008336563303=⨯⨯⨯⨯⨯=η (3-2)3.2 破碎流程的选择与计算3.2.1 破碎流程的选择a 计算总破碎比由于球磨机给矿粒度必须小于15mm [1]，参考现场确定最终破碎产物粒度为10mm ，则总破碎比[1]为：5001500===mmmmd D S (3-3) b 初步拟定破碎流程根据总破碎比和各种破碎机在不同工作条件下的破碎比范围[1]可以看出，采用常规破碎流程，在一般情况下，一段破碎流程不可能实现。

因此，只考虑采用两段或三段破碎。

参考现场，初步拟定采用三段一闭路破碎流程，各段破碎设备参考现场，初步拟定如下：一段选用颚式破碎机，二段采用标准圆锥破碎机，三段采用短头圆锥破碎机。

破碎流程如图3-1和图3-2所示。

图3.1 破碎筛分原则流程3.2.2 破碎筛分流程的计算a 计算各段破碎比由《选矿厂设计》[1]知5~31=S , 5~32=S ,8~43=S 。

先选取一段破碎比5.3,321==S S 二段破碎比，计算如下： 计算各段破碎产物的最大粒度：)(014.7647.63)(47.63.53166.7)166.7350033622312mm S d d mm S d d mm S D d ========= 所以，三段破碎比是76.43=S b 计算各段破碎机排矿口宽度破碎机排矿口宽度与破碎机型式有关，即与最大相对粒度有关。