選礦廠設(shè)計1 第一章 緒論

選礦廠設(shè)計

Designofmineralprocessingplant課

程

目錄第一章緒論第二章工藝流程的選擇與計算第三章主要工藝設(shè)備的選擇與計算第四章輔助設(shè)備和設(shè)施的選擇和計算第五章總平面布置和廠房設(shè)備配置第六章選礦廠尾礦設(shè)施和環(huán)境保護(hù)第七章選礦過程檢測與自動控制第八章選礦廠設(shè)計概算和財務(wù)評價第一章緒論§1-1課程概況、重點和要求§1-2選礦廠設(shè)計的定義、目的和要求§1-3選礦廠設(shè)計的內(nèi)容§1-4選礦廠設(shè)計的工作階段和步驟§1-5選礦廠設(shè)計的發(fā)展趨勢§1-6選礦廠規(guī)模劃分與工作制度§1-1課程概況、重點和要求選礦廠設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，涉及多個專業(yè)和部門。內(nèi)容繁雜，但掌握深度不同：以選礦工藝為主導(dǎo)專業(yè)，以水、電、土木、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等專業(yè)為輔助。需要綜合運用選礦及相關(guān)專業(yè)的理論與技術(shù)，將之轉(zhuǎn)化為可指導(dǎo)建廠的文字及圖紙設(shè)計方案。§1-1-1課程概況1.設(shè)備選型—設(shè)備是完成選礦廠生產(chǎn)任務(wù)的保障

例如：顎式破碎機(jī)和旋回破碎機(jī)的選擇

磨機(jī)能力的選擇對分選作業(yè)正常生產(chǎn)的影響

浮選機(jī)規(guī)格的合理確定2.設(shè)備配置—保證物料通暢，同時便于操作和檢修例如：粉礦倉、給礦機(jī)、皮帶及球磨機(jī)的配置

分級機(jī)的安裝角度

分選設(shè)備與分級機(jī)溢流點的合理配置§1-1-2課程重點課程共40學(xué)時，其中講課32學(xué)時，習(xí)題課8學(xué)時。課程考核方式與比例：根據(jù)考試課要求，分為三部分考核

平時成績（20%）+期中成績（20%）+期末成績（60%）本課程的綜合性和實踐性強，需通過系統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等階段的訓(xùn)練方能基本掌握。§1-1-3課程要求§1-2選礦廠設(shè)計的定義、目的和要求1.定義：何謂選礦廠設(shè)計？

—在選礦廠建設(shè)前所做出的具體的建廠方案。

1）文字方案：以設(shè)計說明書為主要提交形式

2）圖紙方案：以設(shè)備配置圖及施工圖為提交形式2.選礦廠設(shè)計的目的

—通過選礦廠設(shè)計的一系列工作，使選礦廠生產(chǎn)流程和設(shè)備最為合理，使選礦廠經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)最佳，即達(dá)到投資最少、效益最大的設(shè)計目的。例如：旋回破碎機(jī)的投資及適用性旋流器和螺旋分級機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較設(shè)備基礎(chǔ)厚度、承重梁的規(guī)格等等權(quán)衡利弊、綜合考慮

3.選礦廠設(shè)計的基本要求1）

設(shè)計的程序、設(shè)計原則和方案確定必須按照國家的相

關(guān)政策和法規(guī)進(jìn)行；2）

設(shè)計還要符合行業(yè)規(guī)范和企業(yè)發(fā)展規(guī)劃；3）

采用的流程、設(shè)備及技術(shù)指標(biāo)應(yīng)具有先進(jìn)性和可靠性；4）具有必要的安全、勞保以及環(huán)保措施；

5）最大限度地提高資源的綜合利用率?！?-3選礦廠設(shè)計的內(nèi)容選礦廠設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，需要多專業(yè)與選礦專業(yè)外相互配合。（1）設(shè)備需要空間、安裝及操作空間，故需委托土建專業(yè)；（2）設(shè)備要用電運轉(zhuǎn)，故需委托配電專業(yè)；（3）要實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，故需委托信息自動化專業(yè)；（4）尾礦水如何滿足排放要求、廠內(nèi)環(huán)境如何滿足國家環(huán)境

標(biāo)準(zhǔn)，則需要委托環(huán)境保護(hù)專業(yè)。（5）設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算，則需要委托經(jīng)濟(jì)專業(yè)。

這些內(nèi)容需要選礦技術(shù)人員和其他相應(yīng)專業(yè)合作完成。需要選礦專業(yè)獨立完成的內(nèi)容一、合理選擇廠址（需會同政府、職能部門共同進(jìn)行）二、確定各廠房和車間的位置三、確定高位水池的位置、形式和容積四、確定破碎車間的工作制度、工藝流程及設(shè)備五、確定主廠房（磨選車間）的工作制度、工藝流程及設(shè)備六、確定脫水車間的工作制度、流程及設(shè)備七、確定適宜的輔助設(shè)備和設(shè)施八、進(jìn)行合理的設(shè)備配置九、工藝廠房設(shè)計和總平面布置十、進(jìn)行必要的全廠勞動定員十一、確定原礦及產(chǎn)品輸送方案十二、合理選擇尾礦壩址§1-3-1廠址的選擇原則1、從符合國家的方針和政策方面考慮1）要節(jié)約用地，少占用農(nóng)田和林地；2）符合環(huán)保要求，不能影響周邊居民的生活。2、從選礦廠和上下游工業(yè)間的聯(lián)系考慮1）盡量靠近礦山或用戶，以降低原礦和產(chǎn)品運輸費用；2）考慮交通運輸條件，靠近鐵路干線和公路；3）具有擴(kuò)展余地，以備擴(kuò)大規(guī)模。3、從選礦廠內(nèi)部正常生產(chǎn)的需要考慮

1）地形條件必須滿足選礦廠的工藝要求最好坡地建廠，以滿足自流：

所需坡度：破碎車間20～25°，主廠房10～15°；若平地建廠：則需3～5°，便于地面污水排放2）保證供水、供電條件，靠近水源與電網(wǎng)3）保證安全生產(chǎn)：不能建在礦體上；

避開較差的工程地質(zhì)條件。

需要分別確定破碎車間、主廠房、脫水車間的具體標(biāo)高和面積，此項工作須在完成設(shè)備配置后進(jìn)行。一旦確定，即可交由剝離工程組織施工。典型坡地建廠方案：破碎車間、主廠房、脫水車間形成3個階梯型平面?！?-3-2確定各廠房和車間的位置§1-3-3確定高位水池的位置、形式和容積位置：高位水池池底高于最高用水點6米最高用水點位于破碎車間，即沖洗用水點

6米：保證一定的水壓形式：方形和圓形，圓形居多。容積：可滿足選礦廠連續(xù)生產(chǎn)24h的需水量，在礦漿流程計算完成后即可確定。工作制度：連續(xù)/間斷工作制

年工作天數(shù)、天工作班數(shù)、班工作時數(shù)

設(shè)備作業(yè)率破碎流程完全由設(shè)計方獨立完成，這一點與選別流程由試驗方確定不同，將在2-1具體講。破碎設(shè)備選型非常關(guān)鍵，要給磨礦作業(yè)提供粒度盡量小的物料，對選廠節(jié)能降耗起到重要作用?！?-3-4確定破碎車間的工作制度、

工藝流程和設(shè)備工作制度：連續(xù)工作制、年工作天數(shù)、天工作班數(shù)、

班工作時數(shù)、設(shè)備作業(yè)率磨礦流程完全由設(shè)計方獨立完成，在2-2具體講。選別流程根據(jù)系統(tǒng)的選礦試驗報告確定，其確定與計算詳見2-3。§1-3-5確定主廠房的工作制度、

工藝流程和設(shè)備工作制度：一般和主廠房相同，采用連續(xù)工作制。當(dāng)過濾作業(yè)前設(shè)置濃密機(jī)時，需要根據(jù)底流濃度靈活調(diào)整工作制度。脫水流程多是采用濃縮-過濾兩段流程，磁選和重選精礦一般不濃縮，直接給入過濾機(jī)或離心機(jī)進(jìn)行脫水。脫水設(shè)備：濃縮機(jī)（濃密機(jī)）、過濾機(jī)、壓濾機(jī)等?！?-3-6確定脫水車間的工作制度、

工藝流程和設(shè)備固體物料運輸設(shè)備：皮帶運輸機(jī)、給礦機(jī)礦漿運輸設(shè)備：砂泵維修起重設(shè)備：手動及電動葫蘆、吊車輔助設(shè)施：原礦倉、粉礦倉、產(chǎn)品倉、中間緩沖礦倉§1-3-7輔助設(shè)備和設(shè)施的確定1.破碎機(jī)和篩分機(jī)的配置—破碎車間2.磨礦機(jī)和分級設(shè)備的配置—磨礦車間3.分選設(shè)備的配置—選別車間4.脫水設(shè)備的配置—脫水車間§1-3-8主要工藝設(shè)備的配置主要工作是確定廠房面積和高度，此項工作須在設(shè)備配置完成后進(jìn)行。需要注意的是，廠房高度的確定分兩種情況：

一是設(shè)置起重設(shè)備；

二是不設(shè)起重設(shè)備（露天礦）。配置中有很多尺寸都是互相制約的，因此要綜合考慮問題?！?-3-9工藝廠房設(shè)計需要具體到每一個生產(chǎn)崗位和管理崗位

先根據(jù)崗位定崗，然后乘以一定的富余系數(shù)?！?-3-10選廠的勞動定員火車運輸：成本低汽車運輸：成本高結(jié)合廠址的具體交通運輸條件，因地制宜。§1-3-11確定原礦和產(chǎn)品輸送方案要盡量靠近選廠，以節(jié)省運輸成本。庫容要滿足選廠服務(wù)年限內(nèi)的生產(chǎn)要求，即根據(jù)礦山服務(wù)年限和生產(chǎn)規(guī)模確定尾礦量。建設(shè)尾礦庫的成本很大，而且其安全隱患也很大，因此需要格外重視。主要的建設(shè)工作由測繪部門完成，一般選擇三面環(huán)山的位置，一面人工筑壩。

§1-3-12尾礦壩址的選擇§1-4選礦廠設(shè)計的工作階段和步驟1.設(shè)計前期工作階段（準(zhǔn)備階段）2.設(shè)計工作階段（初步設(shè)計和施工圖設(shè)計）3.設(shè)計后期工作階段（施工和生產(chǎn)調(diào)試階段）請注意，也有四段式的分類方法，即將第三階段中的施工和生產(chǎn)調(diào)試兩個階段分開。§1-4-1第一階段—設(shè)計前期工作階段1）

查明礦石儲量和品位儲量：決定服務(wù)年限，是否值得投資開采建廠品位：大致決定開采的價值這項工作需由地質(zhì)勘探技術(shù)人員完成，取樣的代表性務(wù)必保證，否則試驗指標(biāo)和設(shè)計指標(biāo)難以兌現(xiàn)。避免出現(xiàn)以下情況：選礦廠的投資人隨意取礦，然后委托他人做試驗和設(shè)計，造成資金和資源損失。2）

選礦試驗研究a.確認(rèn)試樣的代表性，試樣品位與生產(chǎn)礦樣的品位要一致。b.需做詳細(xì)的巖礦鑒定：礦物組成、物相分析、嵌布特性等。

（鐵礦物的亞鐵、鐵閃鋅礦對分選指標(biāo)的影響）c.根據(jù)礦石性質(zhì)和設(shè)計規(guī)模確定試驗規(guī)模和深度。

d.確定最佳的分選工藝流程及分選技術(shù)指標(biāo)。（需有比較）e.確定產(chǎn)品密度：包含中間產(chǎn)品在內(nèi)的所有產(chǎn)品，這是計算

礦漿流程所需要的非常重要的一個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。f.礦石可磨度測定，主要指相對可磨度，將用于磨機(jī)選擇；g.尾礦沉降曲線確定，將用于尾礦庫的設(shè)計；h.選礦最終產(chǎn)品分析：

粒度分析用于脫水方案的選擇；

化學(xué)分析和物相分析,找出提高分選指標(biāo)的可能途徑。i.選礦試驗報告需內(nèi)容完整、數(shù)據(jù)齊全可靠、文字表述清楚、圖表清晰、給出試驗推薦流程，說明試驗過程中存在的問題和建議。對于政府投資建設(shè)的選礦廠，選礦試驗報告必須通過審查和批準(zhǔn)后，方可作為設(shè)計依據(jù)；企業(yè)投資的項目則不必。選礦試驗規(guī)模1.實驗室試驗：小型試驗、擴(kuò)大連續(xù)試驗2.半工業(yè)試驗3.工業(yè)試驗根據(jù)礦石可選性和設(shè)計規(guī)模的不同，以及所處設(shè)計階段的不同，選礦試驗規(guī)模和深度也不同，詳見教材.3）

項目可行性研究（“可研”）主要任務(wù)是在選礦試驗研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)保分析，例如銅鉛分離過程中抑制鉛的常用藥劑是重鉻酸鉀，但其因?qū)Νh(huán)境污染已被禁用，這樣的項目難以獲批。4）

編制項目建議書—征得上級主管部門許可的必備文件5）

廠址選擇：按照其選擇原則進(jìn)行。

有時此項工作要先于其它步驟進(jìn)行，以便寫入可行性研究報告，利于項目的批準(zhǔn)。

在項目可行性研究中選礦專業(yè)的工作內(nèi)容：①簡述礦床和礦石類型和工藝礦物學(xué)研究②簡述礦山供礦條件③簡述和評價選礦試驗④確定或參與確定建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案⑤根據(jù)選礦試驗和類似資料，通過方案比較初步確定工藝流程、指標(biāo)、工作制度以及主要設(shè)備的規(guī)格和臺數(shù)（主要工作）⑥進(jìn)行工藝廠房布置和設(shè)備概略配置⑦初步確定生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動化水平及輔助設(shè)施⑧提出動力及主要材料消耗指標(biāo)，估算投資和勞動定員⑨繪制工藝流程圖及工藝建筑系統(tǒng)圖⑩提出存在問題和建議§1-4-2第二階段—設(shè)計工作階段1）

初步設(shè)計階段以文字設(shè)計為主，包括4類文件：設(shè)計說明書、圖紙、設(shè)備清單、概算書，具體內(nèi)容詳見教材。2）

施工圖設(shè)計階段以圖紙設(shè)計為主，直接可以指導(dǎo)施工，詳見教材。這兩個階段的主要區(qū)別：初步設(shè)計圖紙相對簡單，對其評審后以此為設(shè)計藍(lán)本進(jìn)行施工圖設(shè)計，施工圖設(shè)計則復(fù)雜很多，需多專業(yè)配合做。國內(nèi)外圖紙工作的區(qū)別：國外多由機(jī)械工程師完成，國內(nèi)則由選礦工程師或和其他專業(yè)共同來做。一般來講，施工圖設(shè)計不得違反初步設(shè)計的原則方案，如果確因設(shè)備訂貨或其他條件變化而需要對初步設(shè)計原則方案進(jìn)行更改時，必須呈報給原初步設(shè)計的審批單位，批準(zhǔn)后方可變更，同時要相應(yīng)地編制修改設(shè)計說明書。§1-4-3第三階段—施工和生產(chǎn)調(diào)試階段施工階段：設(shè)計方須在現(xiàn)場監(jiān)督和檢查施工方按照設(shè)計方案嚴(yán)格施工，尤其是設(shè)備的安裝基礎(chǔ)，預(yù)埋地腳螺栓的位置要正確、可靠，

常需要拉對角線定位，另外還需解決施工過程中遇到的設(shè)備和材料代用及工程質(zhì)量問題。生產(chǎn)調(diào)試階段：1）

單機(jī)運轉(zhuǎn)調(diào)試，不帶礦運轉(zhuǎn)；2）

連續(xù)生產(chǎn)調(diào)試，指標(biāo)穩(wěn)定時長達(dá)到規(guī)定時間后方可交工、竣工以及驗收。

實際設(shè)計工作中，只有“工程總承包”才全部包括這3個階段?！?-5選礦廠設(shè)計的發(fā)展趨勢1.設(shè)備大型化：這是適應(yīng)礦產(chǎn)資源日益貧、細(xì)、雜，以及選礦廠規(guī)模不斷大型化的必然趨勢。2.工藝與設(shè)備高效節(jié)能化：如何降低磨礦能耗成為研究和設(shè)計的重點，如“多碎少磨”的主張及其設(shè)計原則。3.生產(chǎn)過程檢測與控制自動化：對于改善作業(yè)條件、保證生產(chǎn)穩(wěn)定、提高技術(shù)指標(biāo)、減輕勞動強度具有重要作用。4.設(shè)計過程計算機(jī)輔助化：

充分利用計算機(jī)輔助設(shè)計工具（excel、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫開發(fā)軟件、CAD及二次開發(fā)等），提高設(shè)計質(zhì)量和效率。§1-6

選礦廠規(guī)模劃分與工作制度§1-6-1選礦廠規(guī)模和服務(wù)年限§1-6-2選礦廠工作制度和設(shè)備作業(yè)率§1-6-3設(shè)計小時處理量的確定§1-6-1選礦廠規(guī)模和服務(wù)年限（1）確定選礦廠設(shè)計規(guī)模（生產(chǎn)能力）的原則①在地質(zhì)資源(礦床的工業(yè)儲量)和開采條件允許的情況下，選礦廠規(guī)模與冶金廠（產(chǎn)品的需求量）及礦山規(guī)模（采場）統(tǒng)一考慮；②大型選廠需要論證一次建廠與分期建廠；③出礦點多的礦山需要論證分散建廠與集中建廠；④合理確定選礦廠設(shè)計規(guī)模及服務(wù)年限。（2）選礦廠設(shè)計規(guī)模的劃分①一般工業(yè)企業(yè)的規(guī)模：通常用一年生產(chǎn)的成品數(shù)量表示；②選礦廠規(guī)模劃分：通常用選礦廠一年或一天處理的原礦量來表示。黑色金屬選礦廠生產(chǎn)能力是指年處理原礦數(shù)量；有色金屬選礦廠生產(chǎn)能力是指日處理原礦數(shù)量。③根據(jù)我國資源情況和礦石類型，將選礦廠的規(guī)模劃分為大、中、小三種類型，可查相關(guān)的國家建設(shè)規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)（如2004年頒發(fā)以及其他版本）。（3）選礦廠的服務(wù)年限：當(dāng)?shù)V山資源儲量一定時，服務(wù)年限與選礦廠規(guī)模負(fù)相關(guān)，因此對于二者的平衡應(yīng)充分、慎重考慮，以獲得投資最省和效益最大為最佳配置。

一般按照小型選廠不少于10年、中型選廠不少于15年、大型選廠不少于20年來確定。下列情況經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)，可以縮短其服務(wù)年限：①國家迫切需要和快速回收的金屬或礦物；②簡易的小型選礦廠；③開采條件較好的富礦和礦床遠(yuǎn)景儲量較大的礦山?！?-6-2選礦廠工作制度和設(shè)備作業(yè)率1.選礦廠工作制度（1）連續(xù)工作制：全年連續(xù)生產(chǎn)，法定節(jié)假日不休息（2）間斷工作制：全年間斷生產(chǎn)，法定節(jié)假日休息選礦廠一般采用連續(xù)工作制，即全年365天生產(chǎn)（其中設(shè)

備運轉(zhuǎn)330天，維修35天）。

具體講來，工作制度應(yīng)說明4個內(nèi)容：1）連續(xù)或間斷工作制2）年工作天（日）數(shù)3）天（日）工作班數(shù)4）班工作小時數(shù)破碎車間：根據(jù)與采礦供礦制度或主廠房工作制度相一致的原則選取，多采用連續(xù)工作制。

設(shè)備全年運轉(zhuǎn)330天，每天運轉(zhuǎn)3班，每班5-6小時。主廠房：連續(xù)工作制。

設(shè)備全年運轉(zhuǎn)330天，每天運轉(zhuǎn)3班，每班8小時。精礦脫水車間：一般采用與主廠房相同的工作制度，但當(dāng)精礦量少和過濾設(shè)備能力相對大時，每日可只工作1～2班。2.設(shè)備作業(yè)率（年作業(yè)率）定義：設(shè)備