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选矿厂设计.pdf

选矿厂设计

林达
2010-10-25 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《选矿厂设计pdf》,可适用于工程科技领域

序这是一本很有特色的高等学校选矿专业教学用书。书中凝聚了编者多年从事选矿厂设计教学和实际工程设计的丰富经验和成果。本书博采了国内外同类教材之所长在重视选矿专业基础知识的同时特别重视吸收了近年来国内外选矿厂设计的最新研究成果和设计构思。该书改革了同类教材中以基础理论和典型工艺流程及设备等为主干的传统讲授模式突出了系统性和实用性紧密与工业设计接轨并精选了大量例证将选矿专业的有关基础课程和专业课程的内容联系起来使读者更容易理解和掌握以达到融会贯通的效果。此外从学科扩展角度出发书中系统地编入了选矿厂计算机辅助设计内容并提供了大量实用的源程序实例。本书内容丰富反映了该领域新的研究成果和学科前沿趋向。全书共章前呼后应构成有机的整体。在内容的安排和布局上独具一格系统性和逻辑性很强层次深且有广度论述深入浅出并增加了适量的精选思考题和习题以便巩固学习内容。该书文字精练层次分明图文并茂的确是目前国内少有的一本好的选矿专业教学用书。在此特向矿冶类高等院校、设计和科研院所以及生产厂矿等单位推荐使用。陈荩(教授、博士生导师)年日月《选矿厂设计》是根据冶金高等院校选矿专业教学计划和(选矿厂设计)教学大纲编写的可作为高等院校教学用书亦可供厂矿和设计单位工程技术人员参考。本书系统地介绍了选矿厂设计的步骤、内容及方法。其主要内容包括:选矿工艺流程的选择和计算、主要选矿设备的选择和计算、选矿厂设备配置和计算机辅助设计等。此外书中还适当地叙述了与选矿工艺有关的辅助设备和设施等的选择和计算并在各章末附有思考题和习题。本书第一(第一节和第二节)、二、四、八章由周龙廷编写第一(第三节)、五章由周贤渭编写第三章由邓瑞麟编写第六章由周龙廷、王毓华和邓瑞麟编写第七章由王毓华编写。本书由周龙廷任主编王毓华协助对全书作了统一整理和修改定稿。此外周贤渭也协助参加了部分章节的修改工作。本书在编写过程中得到了长沙有色冶金设计研究院、昆明有色冶金设计研究院、南方冶金学院等单位的大力协助和热情支持。南方冶金学院谢家钊、长沙有色冶金设计研究院严立德、中南工业大学郭昌槐等参加了全书的审稿提出了许多宝贵的意见昆明有色冶金设计研究院提供了大量的图纸资料藉此深表谢意。限于编者水平书中难免有错误、疏漏之处敬请批评指正。编者年月目录第一章绪论第一节选矿厂设计的意义、目的和要求第二节选矿厂设计的步骤和发展趋势第三节选矿厂规模的确定第二章选矿厂设计前期工作第一节企业建设规划第二节项目建议书第三节可行性研究第四节设计任务书第五节厂址选择与尾矿设施第六节设计对地质勘探和选矿试验的要求第三章设计工作第一节初步设计第二节施工图设计第四章工艺流程的选择和计算第一节选矿厂工作制度、设备作业率和处理量的确定第二节破碎流程的选择和计算第三节磨矿流程的选择和计算第四节选别流程的选择和计算第五节矿浆流程计算第五章选矿设备的选择和计算第一节选矿设备的选择和计算原则第二节破碎设备的选择和计算第三节筛分设备的选择和计算第四节磨矿设备的选择和计算第五节分级设备的选择和计算第六节浮选设备的选择和计算第七节重选设备的选择和计算第八节磁电选设备的选择和计算第九节脱水设备的选择和计算第十节主要辅助设备、矿仓的选择和计算第六章总体布置与设备配置第一节总体布置第二节厂内设备配置第三节选矿厂辅助设施第七章选矿厂设计CAD应用第一节概述第二节程序设计基础第三节选矿工艺计算基础第四节计算机绘图基础第五节选矿工程图设计基础第八章工程概算和经济评价第一节工程概算第二节选矿厂精矿设计成本第三节选矿厂劳动定员第四节经济评价和技术经济指标附录一常用AutoCAD的DXF接口函数HTHSK.C附录二常用主要工艺设备技术性能表参考文献绪 论在矿物加工工业发展的漫长历史进程中选矿厂设计任务始终与矿物加工工业的发展相适应并不断满足矿物加工工业的新要求。世纪年代末人们发现矿随着矿产资源开发利用的深化到产资源的特性日益向贫、细、杂方面转移。所谓“贫”即原矿品位日趋降低不仅大量的矿石需要选矿加工才能利用而且冶炼对年的开采原矿含精矿质量的要求越来越高如我国钨矿经过量降铁矿原低到由矿品位由。所谓降低到“细”即原矿嵌布粒度越来越细如我国一些尚待开采的红铁矿小于需磨至小于才基本上达到单体解离。所谓“杂”即矿床美国铁燧岩絮凝浮选要磨至组成复杂多金属复合矿、难选矿愈来愈多要求综合回收的元素越来越多。虽然我国矿产资源丰富但贫矿多富矿少嵌布粒度细伴生元素多矿床类型复杂。因此对资源的开发利用难度增大对选矿厂设计和建设的要求也更高。第一节  选矿厂设计的意义、目的和要求一、选矿厂设计的意义选矿厂设计是矿山建设中极其重要的关键环节。矿山建设项目确定之前它为项目决策提供科学依据项目确定之后又为项目提供设计文件。同时它也是将科学技术转换为生产力的枢纽生产中的先进经验、先进技术以及科研新成果都要通过设计推广到生产中。因此做好设计工作对节约投资、建成投产后迅速达到设计规模和取得经济效益都起着决定性的作用对提高选矿科学技术水平也有重要的现实意义。二、选矿厂设计的目的选矿厂设计的目的是:设计出体现国家工业建设有关方针政策、切合实际、技术设备先进可靠、经济效益好的选矿厂。也就是说根据矿石特性、选矿试验成果和要求:确定合理的工艺流程选择适宜的工艺设备进行合理的设备配置设计合理的工艺厂房配备必要的劳动定员。这几项既是设计的目的也是设计的任务和主要内容。此外对综合回收、环境保护、辅助设施、厂房结构等进行精心设计使选矿厂基建投资发挥最大的效益并为新建选矿厂生产获得较高的技术经济指标创造良好的条件。三、选矿厂设计的要求选矿厂设计的要求是:第一章 设计必须按国家工业建设规定的基本程序进行所需条件必须具备所需资料必须齐全设计文件必须符合相应设计阶段的内容和深度设计工艺流程和指标应具有一定的先进性和可靠性并注重矿产资源的综合利用尽量采用高效率、低能耗的系列化设备注意环境保护和生产安全。第二节  选矿厂设计的步骤和发展趋势一、选矿厂设计的步骤选矿厂设计按工作步个阶段。骤可分为:设计前期工作设计工作竣工总结工作按现行基本建设程序设计工作阶段分两步设计和三步设计。两步设计指初步设计和施工图设计。三步设计指初步设计、技术设计和施工图设计。对矿石性质特别复杂的大型选矿厂或采用新工艺、新设备的选矿厂或援外设计的选矿厂为保证设计质量多用三步设计。对矿石性质简单工艺流程可靠并有类似选矿厂的生产实践作参照时多用两步设计。二、选矿厂设计的发展趋势为了解决矿产资源的贫、细、杂问题和满足国家对金属量日益增长的需求选矿厂设计面临着扩世纪大选矿厂生产能力和更新选矿技术的任务。在年代我国日处理原的矿量选矿厂已属大型选矿厂进入年代以来已建成日处理原矿量超万吨到数万吨甚至超十万吨的选矿厂。这给选矿厂设计提出了一个新任务选矿厂现代化即:设备能量低耗化设备规格大型化生产过程自动化设计过程电脑化。设备能量低耗化选矿厂是能量消耗较多的工厂之一其中又以破碎和磨矿设备最为突出约为选矿厂能耗的。根据格林()等人的调查选矿)分厂的单位能耗(磨矿别为:破碎浮选精矿处理。日本金石选矿厂能耗分别为:破碎磨矿磁选浮选精矿处理尾矿处理用水其他。可见降低选矿厂设备能耗特别是降低磨矿设备能耗是非常突出的任务因而提出了“多碎少磨”的原则。针对这种情况出现了节能破碎机(即改进的传统破碎机和新型破碎型、机如型型、冲击式、系列、重型、等颚式破碎机美国液压型、型、前苏联型等旋回破碎机惯性式、旋回式、液压支承式等圆锥破碎机以及高压辊磨机)和节能磨矿机(即改进的传统磨矿机和新型磨矿机如无齿轮传动、型等球磨机以及球磨机)。设备规格大型化世纪年代选矿设备设计特别是磨矿机设计的趋势始终是发展大型化磨矿机以满足矿产资源日益贫、细、杂和日益增大的金属量消耗而不断扩大选矿厂规模的需要。然而从年代末由于世界能源价格上涨磨矿机不再向大型化发展而是以节能为中心改善磨矿机的结构和性能如提高易损件寿命、设备的可靠性、耐久性以及减小设备重量等。目前最大的球磨机是挪威西瓦兰格公司基尔内克斯铁矿选矿厂安装的设计原则和方案的确定应符合国家工业建设的有关方针、政策和规定以及规程和规范球磨机、我国永平铜矿及德兴铜矿三选厂安装无齿轮传动的颚式破碎旋回破碎机、圆锥型破碎球磨机此外还有机、机、浮选机等。生产过程自动化生产过程自动化是设计现代化选矿厂的重要标志对于改善选矿作业条件、保持生产稳定、提高技术经济指标起着十分重要的作用。近年来由于计算机的发展和应用以及选矿设备大型化使生产过程自动化达到了新的水平。根据选矿过程的特点和我国的国情各选矿厂目前主要采用分散自控并将逐步实现全盘自动化。设计过程电脑化选矿厂设计过程电脑化是指在选矿工艺设计中用计算机进行计算和绘图。其主要内容包括:工艺流程计算、实验数据处绘图等。理、世纪年代末期。早期的应用在于建计算机在矿物加工工程中的应用始于立过程的模型和工厂的最佳化而后发展到选矿厂控制。年代初年代末和计算机开始用于工艺流程计算和绘图。由于它具有速度快、质量高且可使设计内容深化等特点特别是国家有关文件指出国家甲级设计院的计算机工作要实现“八二”要求即的计算工作量、的绘图工作量要由计算机承担因而掀起了一个选矿工艺流程计算电脑化、绘图的研究高潮。各设计院、高等院校先后出现了各式各样选矿设计软件包括破碎、磨矿、选别等数质量流程和矿浆流程的计算程序及其各车间绘图软件特别是开发出了从设备选择、计算、方案比较到绘出磨浮主厂房平、断面图的“一体化”通用程序包。目前已开始专家系统在选矿厂设计方面的应用研究并取得了显著效果。尽管如此但设计过程的电脑化仍处在发展中有待进一步完善和提高。第三节  选矿厂规模的确定一、确定选矿厂设计规模的原则选矿厂的设计规模是根据国家、地方和企业的建设需要经可行性研究论证最后由上级主管部门下达的设计任务书确定。确定选矿厂设计规模应充分考虑以下原则。产品需要量根据国家和用户对产品的需要考虑地质资源、矿床赋存情况、选矿厂建设条件(如厂址、运输、供水、供电等)以及选矿工艺技术上的可能性和经济上的合理性来综合确定。一次建厂与分期建厂中、小型选矿厂可一次建成。大型选矿厂(特别是由地下开采的矿山供矿)一般要充分考虑分期建设分系列建成投产以便在短期内形成生产能力尽快发挥投资效果。分散建厂与集中建厂选矿厂的设计规模要与采场的供矿能力相适应应充分考虑矿产资源的分散与集中性。对于资源多而矿点相距较远的矿区一般考虑分散建厂矿点相距较近矿石性质基本相同时可考虑集中建厂。选矿厂的分散或集中建厂需根据具体条件进行技术经济比较确定。选矿厂服务年限选矿厂服务年限由矿床工业储量和选矿厂规模决定。二、选矿厂规模的划分一般工业企业的规模通常用一年中所生产的成品数量表示。但选矿厂的规模一般用选矿厂年(或日)处理的原矿数量表示。这是因为虽然矿石中有用成分的种类和品位不同所得精矿数量也不同但只要处理的原(如矿数量相同选矿厂就具有大致相同的主要设备破碎、磨矿、选别设备)、辅助设施和管理机构。在设计不同规模的选矿厂时为了在确定生产和生活设施标准、技术装备水平和基本建设投资等方面有章可循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、小三种类型见表表选矿厂规模的划分注:黑色金属矿及冶金辅助原料矿的破碎筛分厂(如铁矿、石灰石矿、白云石矿、镁砂矿等)的规模划分可根据相应规模的黑色金属矿选矿厂确定为大型、中型、小型破碎筛分厂。三、选矿厂服务年限选矿厂的服务年限按矿山可靠的矿床工业储量进行计算。它与选矿厂的规模有密切的关系一般可参照表确定。不同规模选矿厂的服务年限表下列情况经上级主管部门批准可以缩短选矿厂的服务年限:国家迫切需要的金属或矿物需要快速回收的矿床)简易的小型选矿厂小富矿、开采条件较好的富矿和矿床远景贮量较多的矿山。思考题简述选矿厂设计的目的和步骤。选矿厂规模的表示与一般工业企业的表示有什么不同?为什么选矿厂的规模能使用这种特殊的表示方法?阐述划分选矿厂规模的依据和原则。第二章  选矿厂设计前期工作选矿厂设计前期工作从有色金属工程项目来看其内容主要包括:参加工业指标制订、地质勘探总结报告审查、选矿试验矿样采样设计和有关协议签订)编制企业建设规划、项目建议书、可行性研究和设计任务书进行建厂条件调查和厂址选择委托选矿试验任务、参加选矿试验研究收集设计有关基础资料。上述内容在实际做法上不尽相同。按目前现有规定只有项目建议书和可行性研究(或设计任务其他内容视具体情况而定。书)需要编制正式设计文件第一节  企业建设规划一、规划的目的与任务目的:规划的主要目的是为国家、地区、部门的规划、项目建议书、可行性研究提供依据。任务:规划的主要任务是初步提出选矿厂建设规模、服务年限、选矿方法、原则流程、产品方案、产品用户以及集中建厂与分散建厂的可能方案初步估算建设投资初步评价建厂经济效益。二、规划的内容规划的内容包括:规划的必要性和依据资源情况简述选矿试验结果评价选矿厂建设规模、原则流程、产品方案、产品用户以及关键设备设想选矿厂外部建设条件简评选矿厂建设投资、职工人数等初步估计问题与建议厂区布置简图和交通位置图改(扩)建选矿厂要补充原选矿厂生产现状、改(扩)建理由和依据。第二节  项目建议书一、建议书的目的与任务目的:凡拟列入长期计划、或建设前期计划的项目都应编制项目建议书。其主要目的是为项目初步决策提供依据。任务:建议书的主要任务是在企业建设规划的基础上通过调查研究对拟建项目的主要原则问题(如市场需求、资源情况、外部条件、产品方案、建设规模、基建投资、建设效果、存在问题等)作出初步论证和评价据以说明项目提出的必要性和依据。二、建议书的内容建议书的内容是除了达到企业建设规划的内容外还需补充:引进技术和进口设备的项目要说明国内、外技术差距和概况进口理由利用外资的可能性和偿还能力建设地点可能的初步方案资金筹措设想项目进度安排的初步意见以及经济效果和社会效益的初步估计。第三节  可行性研究一、研究的目的与任务目的:可行性研究按其研究的内容范围和深度不同通常分为:投资机会研究、初步可个主要阶段。投资机会研究其投资行性研究、详细可行性研究等和成本的估算允许误初步可行性研究其投资和成本的估算误差详细可行性研究通差可达约为以内它常也叫最终可行性研究(简称可行性研究)其允许误差在是投资决策前的一个关键步骤。其目的是为投资决策提供依据。任务:可行性研究的基本任务是对拟建项目的技术、工程、经济指标进行深入细致的调查研究、全面分析和多方案比较从而对拟建项目是否应该建设以及如何建设作出论证和评价。二、研究所需基础资料与内容基础资料主要基础资料包括经审批的矿床地质详细勘探总结报告经鉴定的选矿试验报告采矿有关资料(如逐年出矿量、矿石类型、品位等)水、电、交通等外部条件资料经济评价资料(如国内、外价格)其他有关资料(如地形测量、气象、改建或扩建项目补充资料)。研究内容可行性研究内容与深度根据国家有关规定企业可行性研究包括总论、建设规模、地质资源、厂址方案、采矿、选矿及尾矿设施、冶炼、总图运输、公用辅助设施及土建工程、环境保护、企业生产组织、劳动定员及培训、项目实施计划、总投资估算、建设资金筹措、成本估算、财务分析、经济效果分析、国民经济分析、综合评价等。选矿专业可行性研究包括:原矿概述、选矿试验、设计流程及指标、生产能力和工作制度、主要设备选择、厂房布置和设备配置、辅助设施、尾矿设施等。第四节  设计任务书设计任务书是编制初步设计文件的主要依据。所有新建、改建、扩建项目在编制初步设计之前都要编制设计任务书。设计任务书编制有两种情况:一种是拟建项目经过了可行性研究阶段。这时的设计任务书由上级主管部门对可行性研究报告审查批准并对工程建设的主要原则问题(如规模、产品方案、流程、投资、建设进度、水电供应等)进行批复其批复文件就是设计任务书。另一种是拟建项目未经可行性研究设计任务书是在项目建议书(甚至企业建设规划)基础上进行编制的。这种编制又有两种方式:一种是由上级主管部门主持编制设计单位参加另一种是由上级主管部门委托设计单位代行编制然后经审查批准以上级正式下达的设计任务书为准。其文件有正文和附件正文是一些原则问题附件是正文的详细说明它的内容、深度和所需基础资料与可行性研究报告一致。设计任务书的下达标志着设计前期工作基本结束设计条件基本具备设计工作即将开展。因此设计任务书编制必须慎重对待认真研究。第五节  厂址选择与尾矿设施一、厂址选择厂址选择的意义选矿厂的厂址选择(含尾矿库、水源地和生活区等)是设计前期工作中一项政策性强、考虑因素多、工作细致的综合技术经济工作。它不仅要贯彻工业建设中有关方针、政策满足工艺要求充分体现生产与生活的长期合理性而且还要考虑原矿及精矿运输、供水、供电、交通、尾矿堆存、工程地质、土石方工程量、施工建设等合理条件以及对农业的影响。因此在选择厂址时设计人员必须进行现场踏勘听取多方面的意见收集充分的基础资料提出多个可能的厂址方案进行综合技术经济比较推荐最佳方案。厂址选择的基本原则尽量靠近矿山特别是精矿量小、原矿量大的选矿厂。靠近矿山建厂时应避免建在矿体上、磁力异常区、塌落界限和爆破危险区内。有下列情况者可远离矿山:①处理富矿或精矿产率大的多金属矿②用户与矿山距离近、或限于水、电、燃料供应等原因③某些贵金属为避免精矿在运输中损耗或某些精矿需要用户的废热干燥④矿山资源分散而集中建厂以使其运输费最低等。有足够的场地面积(含扩建余地、生活用地)、矿浆自流、或半自流地形条件如破碎左右主厂房厂房其地形的自然坡度约左右。有足够的尾矿库容积、尾矿自流或半自流。有较好的供水、供电、交通条件。有理想的工程地质条件。避开断层、滑坡、溶洞、淤泥等不良地段以及不占或少占耕地、果园、茶山不拆或少拆建筑物等。厂址选择的步骤准备工作。包括人员、资料、物资等方面的工作。即:①成立厂址选择工作组。一般由政府有关部门领导组织会同设计单位各个专业的工程技术人员以及当地建委、城建、施工、建设等单位人员参加。②初步拟定有关技术经济指标资料。根据建设规模用扩大指标定出即各主要车间轮廓尺寸厂房占地面积水、电、材料消耗量原、精矿运输量基建材料需要量职工人数等。③物质条件准备。它主要包括:地形图、专用手册、专用仪表以及工作人员的生活、工作条件等。现场踏勘。准备工作就绪后工作组去现场进行调查踏勘这是厂址选择的关键环节。其目的是通过实地调查和踏勘深入细致地进行比较研究具体落实建厂条件收集充分的厂址选择基础资料(一般有收集提纲)。方案比较与论证。根据踏勘结果和收集的资料从技术条件、建设费用、经营费用等进行多方案和全面的技术经济分析然后提出较为理想的推荐方案及其推荐的理由。方案比较包括技术条件与基建投资、经营费两部分。具体内容参阅《选矿设计手册》。编写报告。完成方案比较与论证后即可编写厂主管部门址选择报告。其内容是:和建设单位的意见、依据的基础资料、选矿厂规模与生产工艺、组织工作的进行情况等各厂址方案主要情况各厂址方案比较情况综合分析与推荐最佳方案当地有关部门对推荐方案的意见。二、尾矿设施选矿厂尾矿主要是指细粒含水尾矿。处理细粒含水尾矿的尾矿设施系统是由尾矿库、尾矿输送系统、回表示了尾矿设施构部分组成。图水输送系统、尾矿水净化系统等筑物系统。图尾矿设施构筑物布置平面图选矿厂自流尾砂泵站矿输送流槽自流尾矿事故排出管压力尾矿输送管矿浆池管道穿越山岭的隧洞静压力管桥矿浆池尾矿沉淀池后岸分散流槽尾矿沉淀池尾矿沉淀池排水井尾矿沉淀池排水管静压力尾矿管及尾矿分散管尾矿堆积坝尾矿沉淀池初期坝尾矿库尾矿库是贮存尾矿的场所是尾矿设施中的主要组成部分。它的基建费约占尾矿设施总基建费的一半以上。它由沉淀池、初期坝、堆积坝、排水井、排水管道、截水沟或排洪道等组成。尾矿库设计正确与否不仅影响选矿厂持续正常生产、周围环境卫生而且还影响周围居民安全和农业生产。因此设计时必须十分重视认真研究。设计尾矿库需考虑的问题是:库址选择基本原则、尾矿库形式、尾矿库所需容积等。基本原则。尽量不占、少占或缓占农田不搬迁或少搬迁村庄有条件时应做到占地还地尾矿库容积应满足生产要求可一次建设或分期建设每期使用年限不少于年尽量位于工业企业和居民区的下游常年主导风向的下方尾矿输送距离短尽可能自流输送或扬程小汇水面积小避开有价矿床和采矿场安全区库区、坝址工程地质条件好初期坝、堆积坝的工程量小。堤坝短、排放尾矿方便缺点是三面靠)尾矿库形式。一面筑坝。优点是容积大、缺点是堤坝长操山受水面积大三面筑坝。优点是受水面积小些作和维护不方便四面筑坝。优点是受水面积很小缺点是堤坝特长操作和维护复杂。一般选第一种形式。尾矿库所需容积。尾矿库所需容积可按下式计算:尾矿库所需容积(式中总尾矿排出量(选矿厂服务年限(尾矿松散密度(尾矿库充满系数尾矿输送系统尾矿输送通常采用水力输送系统。其输送方式有:自流输送压力输送两者联合输送。自流输送最简单、最经济压力输送最复杂、最花钱联合输送介于两者之间。具体采用何种输送方式要根据尾矿特性、总体布置、地形条件、技术手段、装备水平等因素经技术经济比较后确定。不管采用哪种输送方式都应考虑以下原则:尽量采用自流输送或局部自流输送。线路短土石方、桥涵、地沟等工程量小。)尽量不占或少占农田。尽量避开市区、居民区、工程地质差、洪水淹没区、采矿崩落带。施工、维修方便和设置备用管道。回水输送系统在选矿工艺许可的条件下尽量回收和利用尾矿水。尾矿水的回收方式有:浓缩机(池)的溢流回水尾矿库的澄清回水两者的混合回水。其中尾矿库的澄清回水较好回水率可高的可达达。它的取水构筑物形式有固定水泵站、浮船水泵站、库内缆车等三种。回水输送系统的管道设计与一般供水管道设计相同。尾矿水净化系统尾矿库澄清水排入公共水源(如江、河)时必须符合《工业企业设计卫生标准》的规定。若超过标准必须采取净化措施。其方法有:自然沉淀物理化学净化化学净化。若回水供选矿厂生产用水时则以不影响工艺指标为原则。第六节  设计对地质勘探和选矿试验的要求经上级领导机关鉴定和审批的矿床地质详细勘探总结报告与选矿试验报告是选矿厂设计的主要依据。其深度和内容应符合国家工业建设有关规范的要求。因此设计人员应认真审查、分析如有不符合设计要求的应提请有关单位进行补充。一、地质勘探工作的深度与要求地质勘探工作的深度最终表现在提供矿石储量的等级上。矿石储量根据勘探工作深级远景储度和工业用途分为以下几级设计储量个等级:开采储量三级称为工业储级预测储量。量量。各所示。级储量的要求条件如表表各级储量的要求条件在地质勘探期间要求获得一定比例的级储量以满足矿山初期开采的需要同时级储量的验证级储量的可靠程度。比例应根据矿床地质条件、矿床储量大小、矿山建设规模、开采技术条件等综合考虑。大、中型有色金属矿山为。此储量应分布在矿体上部地段即矿山初期开采地段。二、选矿试验工作的深度与内容选矿试验资料是确定选矿工艺流程、选别指标、产品方案的主要依据。试验结果不仅直接影响设计的技术、经济指标而且也影响选矿厂投产后能否顺利达到设计指标和获得经济效益。因此为设计提供依据的选矿试验结果必须具有绝对的可靠性、权威性。所谓权威性即选矿试验必须由专门试验研究单位承担其试验报告应按有关规定进行鉴定和审批所谓可靠性即试验矿样代表性试验规模试验工作本身质量(即人员水平、经验、设备和测试手段)三个方面。矿样代表性试验矿样的代表性是试验结果可靠性的基础。所谓代表性是指试验矿样能代表选矿厂投产后若干年内所处理的矿石性质有色金属矿山为年黑色金属矿山为年。矿样代表性的内容包括:化学组成、矿物组成、矿物结构构造、有用矿物嵌布粒度和嵌布特性、含泥、氧化等。因此矿样采取之前必须进行详细的采样设计并按规定的程序进行采样采取的矿样按矿石类型不同分别装箱以便采用单个矿样或者混合矿样进行选矿试验。试验规模试验规模直接体现试验工作的深度和要求。试验规模按有关规定分为:可选性试验实验室试验实验室扩大连续试验半工业试验工业试验等。试验规模的确定取决于矿石性质、工艺方法和选矿厂规模。具体确定条件见表试验表规模确定条件各种试验规模在试验中均应注意以下几点:新建选矿厂必须进行矿石相对可磨度测定试验。矿石中粘土和细泥含量多、水分高并难以松散时应做洗矿试验必要时还应进行泥、砂分选试验。矿石适合自磨工艺时应进行自磨试验。时宜做矿石中含脉石或开采过程中混入围岩量大于预选试验。()对浮选流程应做回水试验、产品沉降和过滤试验。)排放产物中有害组分超标时应做治理或防护试验。最终产品应进行密度、浓度、粒度、矿物组成、有害药剂含量、化学成分等测定。试验报告内容选矿试验报告包括以下内容:矿石性质推荐的选矿方案最终的选别指标与流程计算有关原始数据计算设备生产能力的有关数据计算水、电、材料消耗等的有关数据影响工艺操作的一些规律说明产品性能新工艺、新技术、新设备的使用说明结论与某些特殊问题有待研究的说明。详细内容参阅有关专著。思考题选矿厂设计前期工作的内容是什么?简述厂址选择的意义、原则及步骤。尾矿设施组成包括哪些内容?尾矿库选择的原则是什么?尾矿库的形式有哪几种?尾矿输送方式有哪几种?可行性研究分为哪几个阶段?选矿试验规模类型及其适应条件如何?矿石储量分哪几个等级划分等级的依据是什么?高级储量是指什么储量?什么是最佳设计?第三章  设计工作第一节  初步设计初步设计是设计工作中极其重要的阶段。它的任务是将可行性研究报告(或设计任务书)经审批后的原则、方案加以具体实施的一项设计工作并确保在施工图设计阶段无重大方案变化。一、设计所需的原始资料设计工作是在具备充足而又可靠的原始资料的基础上进行的。设计前资料收集得不充分则将拖延设计完成的期限收集的资料不可靠则可能作出错误的决定影响设计质量。因此在开展设计工作之前设计人员必须深入现场进行深入的调查研究以便收集充足而可靠的原始资料然后加以审慎的鉴定和选取作为设计的依据。选矿厂设计用的原始资料包括:经上级机关审批下达的有关文件和协议书。如:可行性研究报告(或设计任务书)、企业建设规划、项目建议书、厂址选择报告、以及与选矿厂建设有关的水、电、交通、机修、燃料供应、征地、拆迁等外部协作的协议书或意见书。)经储委批准的矿产储量、地质勘查资料、以及选矿试验报告。即:①经国家或地方储委审查批准的详细勘探地质报告、工程地质、气象、地震、以及地形测绘图资料。②经过鉴定或上级主管单位审查批准的选矿试验报告、岩矿鉴定、采样设计、以及伴生元素选矿试验等有关资料。由环保部门提供的选矿厂建设前的环境背景和建设后的环境评价和要求报告。如对选矿厂排出的尾矿、污水、粉尘、有害气体、噪声和放射性物质等达到排放标准的要求。规范资料和专业之间的周转资料。①规范资料是指国家制定的法令、规定和规则如有色金属选矿厂工艺设计规范、设备和精矿的国家标准、建筑设计的防震、防火规定、水质的卫生规定和要求、国家或地方环境保护的标准和规定以及安全技术方面的规定设备价格和安装价格的计算标准、建筑物和构筑物的概算(预算)指标矿石、精矿、燃料及材料的价格、运输费用及运杂费的定额、折旧计算规定和工资等级的规定等。②专业之间的周转资料是指设计过程中相关专业必须互相提交给对方的设计条件(参阅《选矿设计手册》)。改、扩建选矿厂除应具备上述新建选矿厂资料外还应收集的资料有:①原企业的供矿资料、处理矿石性质、最大粒度、废石混入率、含水含泥率、密度与松散密度、化学分析结果、主要产品的筛析资料等②原企业工艺流程及近期各项平均生产指标、生产消耗、劳动定员及生产组织和工作制度③原企业主要设备名称、规格、台数、作业率、处理量及操作条件等④原企业辅助设施如机修、试验室、化验室、药剂制备、尾矿设施、仓库等的装备和使用情况⑤原企业“三废”处理及环境保护情况原企业图纸如选矿厂厂房设备配置实测图、交通位置图、厂区总体布置图以及隐蔽工程竣工图原企业经济资料如固定资产总额、设计投资总额、施工决算、年经营费、原矿及精矿成本和成本分析、企业经济效益盈亏情况等原企业技术革新及生产技术总结资料原企业的经验总结以及对改、扩建选矿厂的意见。二、初步设计的内容和深度初步设计的内容初步设计是在工程总负责人(亦称工程项目总设计师)的组织下各专业分别编写专业说明书、绘制设计图纸、提出设备清单概算专业编制概算书技术经济专业作出技术经济论证。然后由工程总负责人汇总编制成初步设计文件。初步设计文件包括:第一部分工艺设计说明书第二部分环境保护、安全卫生、消防和节能说明书第三部分设计图纸第四部分设备表第五部分概算书。一般合并为设计说明部分。书、设计图纸和各种表格等设计说明书分以下各章:总论和技术经济部分。包括简述企业地理交通位置隶属关系和区域经济地理特点设计依据及主要设计基础资料扼要论述企业的外部建设条件设计的基本原则、设计规模、企业组成及重大设计方案企业综合经济效益及评价问题及建议等。工艺部分。包括原矿供矿情况、矿石性质、选矿试验结果、原则流程和产品方案的评述设计流程和指标、设备选型计算、厂房布置和设备配置特点设备检修、药剂设施、试验室、化验室、技术检查站等辅助设施的设计说明。土建部分。包括主要生产车间、厂房建筑结构的确定特殊构筑物结构型式和建筑用材的选择行政生活福利设施项目和建筑标准的确定职工住宅的规划定额指标建筑标准建筑面积绿化面积及占地面积的计算。总体布置部分(原总图运输部分)。包括区域概况、厂址及总体布置工业厂地总平面及竖向布置行政福利及生活区总平面布置仓库以及企业内、外部运输等的设计。给排水、尾矿和采暖通风及热工部分。给排水包括给水量、水源、输水系统及净化设施、排水量、排水系统及污水处理。尾矿设施包括尾矿库址选择、尾矿坝的筑坝方式、尾矿输送系统的设计、尾矿水的综合利用。采暖通风包括主要生产厂房、辅助厂房及生活福利设施内的采暖、通风、除尘、空调、制冷系统的设置标准及其主要设施的设计。热工包括工业锅炉房和热力管网的设计等。)电力、自动化仪表及电信部分。电力包括供电、电力传动及电力照明。自动化仪表包括生产工艺主要环节的控制、检查、监视方式、装备水平、仪表类型等的设计。电信包括确定对外通信方式、通信制式及容量阐明设置电视共用天线系统、工业电视系统、火灾报警系统、广播系统、电声系统等的原则及设备选型确定调度系统。机修、汽修及电修部分。包括确定机修、汽修和电修的任务、规模、组成、工作制度、装备水平、车间场地面积及劳动定员等。环境保护、安全卫生、消防及节能部分。环境保护包括废水、废气、废渣、废石及尾矿等的治理工艺过程和噪声、震动防治措施。安全卫生包括通风防尘检测及化验设施、人员配备、防火、防水以及生产安全措施等选矿工艺过程中降低粉尘缩小扩散范围净化空气的综合措施厂区公共福利、卫生绿化设施。此外还要评价企业建设前的环境背景和企业建成后对环境的影响说明选矿厂的环境保护管理机构环境监测体制、手段主要仪器及当地环境保护部门的意见。新建选矿厂的节能措施是全面贯彻精料方针积极采用先进技术、先进工艺推广使用新的耐磨材料和新设备建立和健全能源管理制度。概算部分。包括编制各项工程概算、综合概算及总概算进行投资分析说明投资的合理性等。设计图纸:包括工艺流程图(必要时增加原则流程图)、选矿厂数质量流程图、矿浆流程图、取样及检查流程图(工艺流程简单时可与工艺流程图合并)、设备形象联系图、工艺建筑物联系图、选矿厂主要厂房设备配置图等。全部图纸应符合选矿厂设计制图规范。设计表格:包括主要技术经济指标表、主要设备订货表、劳动定员表、主要原材料、动力、燃料消耗表、工程量表等。选矿专业在初步设计中负责选矿工艺设计即上述设计说明书中的工艺部分及其图纸和表格等。选矿专业与其他专业的关系是互相影响互相促进的过程。设计时选矿专业需要先接受地质、采矿、矿机等专业提供的设计条件而后根据选矿专业工艺设计方案向各有关专业提供必要的设计条件(图纸资料)收到返回条件或经各有关专业共同协商确定后方可进行正式的设计工作。在初步设计中互换设计条件的专业和资料内容参阅《选矿设计手册》。初步设计的深度编制初步设计必须遵照国家规定的基本建设程序批准的可行性研究报告的内容和要求必须遵守国家和上级主管部门制定的法规和技术政策必须执行有关的标准、规范、规定以及履行设计合同规定的有关条款。初步设计的深度是为主管部门或委托单位(人)提供可供选择比较的方案尤其是要推荐最优方案供建设单位选择为控制基建投资、开展工程项目投资包干、招标承包以及编制基建计划提供依据为主要设备订货提供依据为土地征购和居民搬迁签订协议、指导和编制施工图设计、开展施工组织设计、施工和生产准备提供依据。技术设计是介于初步设计和施工图设计之间的设计阶段。它是在已批准的初步设计的基础上进行的。它的目的是对工艺流程、设备配置和基建投资进行更详细的审查。第二节  施工图设计一、施工图设计内容施工图设计图纸在正常情况下施工图设计的设计文件主要是施工图纸。选矿专业施工图纸是进行选矿工艺设备和构件(包括管道、溜槽)配置、制作、安装编制工程预算和施工组织设计的依据。一般包括下列种图纸:选矿厂数质量、矿浆流程图。该图反映工艺流程中各作业间的相互联系和作业产品的数量、质量、水量平衡关系。设备形象联系图。该图按工艺流程的顺序采用典型的设备形象图通过物料指示线清晰地表示出全厂各车间工艺部分的相互关系。工艺建(构)筑物联系图。该图反映选矿厂各工艺建筑物之间的相互关系。设备配置图。该图按工艺要求、正确地按比例绘制出各车间设备的配置关系确定设备之间和设备与建(构)筑物之间的布置关系及定位尺寸。设备或机组安装图(含各类主要设备、带式运输机、集中润滑系统、两种以上设备组成的机组等)。该图按工艺要求和设备配置图准确地表示设备与构(零)件安装关系。金属结构(零)件制造和安装图。该图表明选矿厂内所安装的漏斗、溜槽、闸门、支架、容器、安全罩、楼梯等金属结构件的结构形状制作要求及安装关系。管路图(含各种矿浆、药剂、抽风、压气等管路的配置、安装等)。该图表示输送各种介质的管道与设备及安装部件等的关系和管路的空间位置。施工图设计说明书在施工图设计阶段凡对初步设计中非原则方案问题有所修改或补充的部分用图纸尚不能充分表达的设计意图或者某些设计内容没有必要采用图纸表达的内容等均应编制施工图设计说明书。施工图设计补充设备和材料订货表初步设计阶段的设备和材料表一般只编入主要设备和材料因此在施工图设计阶段还应编制补充设备和材料订货表。二、施工图设计条件施工图设计的条件是初步设计已经主管部门(或建设单位)审查批准对于设计中遗留或审查中提出的具体问题已经解决主要设备订货落实并索取到设计所需的设备图纸和说明书资料外部供电、供水、运输、机修及征地等协议已签订施工图设计所必需的地形测量、水文地质、工程地质的详勘资料已具备对施工单位的技术力量和装备水平已经了解等。三、施工图设计要求施工图设计的要求是满足设备、材料订货满足非标准设备和金属结构件制作满足施工单位编制预算、制定施工计划和进行施工同时也是竣工投产与工程验收时的依据。思考题设计工作包括哪几个阶段?为什么说初步设计是重要的设计阶段?)初步设计的主要依据是什么?主要原始资料有哪些?初步设计的设计文件包括哪几部分?选矿专业应完成哪几部分工作?施工图设计阶段的内容、条件和要求是什么?第四章  工艺流程的选择和计算第一节  选矿厂工作制度、设备作业率和处理量的确定一、选矿厂工作制度和设备作业率选矿厂工作制度是指选矿厂各车间的工作制度。设备作业率是指选矿厂各车间设备年作业率。各车间的工作制度是根据各车间设备年作业率确定的。所谓设备年作业率是指各车间设备全年实际运转小时数与之比。可见设备年作业率是衡全年日历小时数(即量设备运转时间长短的标志是影响选矿厂处理量的一个重要因素。设备全年实际运转小时数一般取决于设备的质量(即材质与制造技术)、设备的装备水平、生产管理水平、原矿供应、水电供应以及检修能力等因素。破碎车间的工作制度一般应和采矿供矿工作制度一致。有连续工作制度与间断工作制度两种情况特别是小型选矿厂。磨矿车间、选别车间是选矿厂的主体车间通称主厂房。其工作制度采用连续工作制度即一天工作三班每班工作精矿脱水车间一般和主厂房一致若精矿量很少(如有色金属矿、稀有金属矿等选矿厂)或脱水车间选用的设备能力大时亦可采用间断工作制度即一天工作一班或两班。根据我国选矿厂生产实践统计选矿厂各车间的工作制度与设备年作业率如表所示。二、处理量的计算选矿厂的处理量是指各车间年、日和小时处理量即破碎车间和主厂房指年、日和小时处理原矿量精矿脱水车间指年、日和小时处理精矿量。主厂房(指磨矿、选别车间)年或日处理原矿量称为选矿厂规模。有色金属矿选矿厂常用日处理原矿量表示选矿厂规模黑色金属矿选矿厂常用年处理原矿量表示选矿厂规模。要特别注意的是重选厂的规模是指日处理合格原矿量(即选出部分废石后的原矿)。有色金属矿选矿厂的破碎车间和磨矿车间的处理量包括年处理量、日处理量及小时处表主要设备作业率和作业时间理量。其确定方法如下:年处理量年处理量以选矿厂规模为计算依据。无手选或洗矿等预选作业时破碎车间年处理量与磨矿车间年处理量相同即:式中理量为手选等预选作业丢式中弃的产率(小数代入)其他符号同前。日处理量破碎车间和磨矿车间的日处理量可能相同也可能不同取决于其车间的年处理量和年工作天数。式中破碎车间或磨矿车间日处理量破碎车间或磨矿车间年工作天数其他符号同前。小时处理量由于破碎车间和磨矿车间的日工作小时数不同因此两者的小时处理量总是不同的。式中第二节  破碎流程的选择和计算一、破碎流程的选择破碎作业(含筛分作业)的主要任务是为磨矿作业准备最适宜的给矿粒度为粗粒矿物选别作业(如跳汰、重介质等)准备最佳的入选粒度为高品位铁矿、冶炼熔剂等生产合格的产品。破碎流程类型和常用破碎流程破碎流程类型  破碎流程的基本作业是破碎和筛分两个作业。筛分作业有预先筛分和检查筛分。破碎流程中有时有洗矿作业。据此组成破碎流程的可能单元流程有以下(())四种如图所示。以此单元流程可组合成各种破碎流程类型。如两段破碎流程可能的类型总数为种、三段破碎流程可能的类型总数为种。常用破碎流程  破碎流程可能的类型很多但根据预先筛分检查筛分设置条件以及破碎车间或磨矿车间年处理量(选矿厂规模(磨矿车间年工作天数。)有手选或洗矿等作业时破碎车间年处理量大于磨矿车间年处理量。破碎车间年处破碎车间或磨矿车间小时处理量(破碎车间或磨矿车间日工作时数(每日班数每班小时数)其他符号同前。实际生产中的原矿最大粒度和破碎最终产物粒度常用的破碎流程有以下四种如图所示。破图碎单元流程图常用的破碎流程破碎流程的选择破碎流程的选择主要解决个问题:即确定破碎段数预先筛分必要性检查筛分必要性洗矿必要性手选必要性等。破碎段数的确定。破碎段数取决于选矿厂的原矿最大粒度与破碎最终产物粒度即取决总破碎比(。总破碎比等于原矿最大粒度()除以破碎最终产物。即粒度(原矿最大粒度的确定原矿最大粒度与采矿有关即与矿床赋存条件、矿山规模、采矿方法、装运设备等有关。它们之间的关系如表所示。表原矿最大粒度与采矿方法的关系看出原矿最大所谓最的矿量通过某一筛孔尺寸的粒度。从表大粒度是指粒度范围为破碎最终产物粒度的确定  破碎最终产物粒度视选矿厂规模、磨矿细度和选别的工艺要求而定。由于电耗的而破碎作业仅占磨矿作业电耗占选矿厂总因此设计时要尽可能减小破碎最终产物粒度。目前最适宜的给矿粒度范围:球磨机为棒磨机开路时为含泥含水较多时可增到砾磨机需自磨机为要部分破碎最终产物作磨矿介质时为跳汰机给矿粒度小于重介质选矿为)和破碎最终产物粒度范围(即球磨机根据上述原矿最大粒度范围(即常用破碎流程的总破碎比范围为为:式总破碎比中最大总破碎比最小总破碎比原矿最大粒度(破碎最终产物粒度(总破碎比等于各段破碎比之乘积即。各段破碎比与各段破碎机的型式、流程类型和矿石性质有关。各种破碎机在不同条件下其破碎比范围如表所示(难碎性矿石取小值、易碎性矿石取大值)。表各种破碎机在不同工作条件下的破碎比范围根据总破碎比范围(和表中各种破碎机在不同工作条件下的破碎比范围看出采用常用破碎流程总破碎比即使达到最小值一般情况下一段破碎流程也不可能实现。最大的总破碎比为只能用三段破碎流程如(。所以破碎段数的结论是:常用破碎流程应是两段或三段。特殊情况可考虑四段破碎流程(如难碎性矿石的大型选矿厂)。)预先筛分的必要性。预先筛分是矿石进入破碎机之前的筛分作业。其目的是预先筛出给矿中的细粒物料防止矿石过粉碎减少进入破碎机的给矿量从而提高破碎机的处理量根据矿石中水分的含量可将矿石分为:干矿石(水分<润湿矿石(水分)等。)较湿矿石(水分)湿矿石(水分>水分在破碎时的有害程度视矿石中矿泥含量而定。当矿石含泥多水分高时采用预先筛分可以减少破碎机的堵塞现象。生产实践证明大多数情况下原矿中均含有一定数量所示。所以的细粒物料特别是易碎性矿石其细粒含量较多如图粗碎前的预先筛分总是有利的。粗碎、中碎排矿产物中其细粒含量更多破碎产物的粒度特性曲线总是呈凹型的如图图图图图图所示。所以中碎、细碎前的预先筛分也总是有利的。设置预先筛分的缺点是:增加厂房高度增加基建投资和设备配置较复杂。因此在下列情况下可以不设预先筛分:难碎性矿石细粒含量少破碎机有富余的生产能力受地形限制难于设置预先筛分大型选矿厂的粗碎机给矿采用车厢直接倒入即所谓挤满给矿等。图原矿粒度特性曲线图旋回破碎机破碎产物粒度特性曲线图颚式破碎机破碎产物粒度特性曲线图标准圆锥破碎机破碎产物粒度特性曲线检查筛分的必要性。检查筛分的目的是控制破碎最终产物粒度和充分发挥细碎机的生产能力。图中型圆锥破碎机闭路破碎产物粒度特性曲线图短头圆锥破碎机开路破碎产物粒度特性曲线图短头圆锥破碎机闭路破碎产物粒度特性曲线所谓检查筛分是与破碎机(主要是细碎机)构成闭路的筛分作业。各种类型破碎机不管是开路破碎还是闭路破碎其排矿产物中都含有小于排矿口宽度的产物和大于排矿口宽度所示。小于排矿口宽度的产物设置预先筛的产物(或称过大颗粒)如图图分是有利的大于排矿口宽度的产物设置检查筛分是必要的。破碎机排矿产物中最大粒度与排矿口宽度之比称为最大相。同理排矿产物中某一粒度(对应于某一筛孔对粒度尺寸)与排矿口宽度之比称为某一相对。排矿产物中大于排矿口宽度的过大颗粒粒度()与最含量大相对粒度如表所示。表与最大相对粒度破碎机排矿产物中过大颗粒含量闭路时取小值开路时取大值。从表可以看出各种类型的破碎机的排矿产物中都有过大颗粒而且过大颗粒的含量很高如短头圆锥破碎机破碎中等可碎性矿石时排矿产物中过大颗粒含量高达最大粒度为排矿口宽度的倍破碎难碎矿石时更为严重。所以在破碎流程中的最后一段破碎作业设置检查筛分是非常必要的。应当指出从技术上讲各段排矿产物中均有过大颗粒都可设置检查筛分但由于设置检查筛分会增加投资并使车间设备配置复杂化。因此只在最后一段破碎设置检查筛分以控制破碎最终产物粒度前面各段破碎不设置检查筛分。洗矿的必要性。选矿厂处理含泥量较多的氧化矿或含泥多、水分高的矿石时必须设置洗矿作业、含泥(。一般认为原矿含水大于)超过就应考虑洗矿有些需要预选(如手选、光电选、重介质选等)的矿石

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