第頁1.2工藝流程的合理性分析1.2.1破碎流程的合理性分析設(shè)計選廠的原礦石是典型的鞍山式磁鐵礦，主要成分是假象磁鐵礦和磁鐵礦，普氏硬度f=12~18，屬于中等可碎性礦石。進(jìn)入粗選階段的原礦石最大粒度為Dmax=1000mm。從選廠能耗和選廠工作效率角度考慮并遵循“多碎少磨”的生產(chǎn)原則，再結(jié)合齊大山選礦廠的生產(chǎn)資料，最終確定破碎產(chǎn)品的粒度為d終=12mm，該破碎流程中總破碎比為83.33。由此看來本破碎流程的破碎比較大，因此本次設(shè)計中破碎流程采取“三段一閉路”破碎流程。此外，在破碎工藝流程中，破碎產(chǎn)品如果得不到粒度檢驗，而直接破碎的話，那么會極大地浪費了能源與時間，從而加劇了破碎設(shè)備的磨損度。除此之外，為了不浪費破碎設(shè)備的利用率，應(yīng)配有圓振動篩來對破碎礦料的粒度進(jìn)行及時的檢驗，來提高設(shè)備的利用效率。篩分作業(yè)又分為預(yù)先篩分和檢查篩分兩種，預(yù)先篩分可以有效地將粗碎產(chǎn)品中已經(jīng)達(dá)到粒度要求礦料優(yōu)先篩分出來，這樣既減少了后續(xù)作業(yè)的壓力，也提高了破碎設(shè)備的利用率。而檢查篩分是對細(xì)碎過后的礦料進(jìn)行篩分，并篩出合格礦料送到磨礦礦倉備料。為了提高破碎與篩分作業(yè)的整體效率，本礦產(chǎn)設(shè)計的最終破碎工藝流程確定為預(yù)先篩分與檢查篩分相結(jié)合的破碎工藝。1.2.2階段磨礦的合理性分析本次設(shè)計所采用的階段磨礦流程，是以齊大山選礦廠改造后的工藝流程為依據(jù)?，F(xiàn)今的礦石已經(jīng)不再像十幾年前的礦石那樣輕易選別，伴隨著礦石的不斷開采，礦石的“貧”、“細(xì)”、“雜”的特性也越發(fā)明顯地體現(xiàn)出來了。在選別的過程中，因為礦料的不均勻性，以及礦石的粗細(xì)分布不均、嵌布粒度細(xì)的特點，這就使礦石很難選別。而對于階段磨礦流程而言，兩段磨礦流程會很好地處理這種礦石，特別是在礦石的性質(zhì)發(fā)生變化時。如果將礦料通過階段磨礦進(jìn)行處理的話，一方面既有效防止發(fā)生“過磨”現(xiàn)象，另一方面還能大大提高球磨機作業(yè)的效率。一段磨礦流程中，達(dá)到粒度要求的礦料將通過溢流的方式被排出球磨機，這在很大程度上還減少了二段磨礦的作業(yè)壓力。除此之外，這樣的流程配置也益于提高金屬的回收率。但對二段磨礦來說，球磨機可以有充足的時間和空間來處理存在于粗粒礦料中的連生體礦物。根據(jù)齊大山選廠的資料，一次球磨與二次球磨溢流中的小于0.074mm含量都是相當(dāng)可觀的。一次球磨的磨礦產(chǎn)品中小于0.074mm的礦料在65%左右，而二次球磨的磨礦產(chǎn)品中小于0.074mm的礦料量大約是85%。小于0.01mm礦料的含量可以說是少之又少。因此，通過現(xiàn)場的實習(xí)了解可以看出，階段磨礦是可以很好，而且很高效地應(yīng)對這類嵌布粒度細(xì)、粗細(xì)分布不均勻的礦石。為了進(jìn)一步對階段磨礦流程合理性展開研究，此設(shè)計選用了與齊大山鐵礦石相近的胡家廟鐵礦石進(jìn)行了階段磨礦流程的研究，分析的結(jié)果見表2.3。結(jié)果分析表明：階段磨礦工藝可以很好地減少磨礦過程中鐵礦物的流失，也可以減少磨礦產(chǎn)品中-10μm粒度礦物的產(chǎn)生。與階段磨礦生產(chǎn)工藝相比，同種礦物-10μm粒度在其他磨礦工藝中的金屬損失是+10μm粒度的兩倍以上。如果選擇階段磨礦工藝，研磨產(chǎn)品中-10μm粒徑的含量將相對連續(xù)磨礦減少10%左右。由此可見，階段磨礦工藝對此類礦物的磨礦選型具有重要的參考意義。1.2.3粗細(xì)分級的合理性分析該選礦廠的礦石主要是由齊達(dá)山采礦場來提供，根據(jù)之前的實驗結(jié)果可以知道，該類型礦石的嵌布粒度很是不均勻，所以在整個流程中要設(shè)計粗細(xì)分級這一作業(yè)來選別這一部分粒級較粗的產(chǎn)品，從而達(dá)到了預(yù)先拋尾的目的。此外，為了得到粗、細(xì)兩種粒度范圍的礦料應(yīng)該采用粗細(xì)分級作業(yè)，設(shè)備采用水力旋流器。在一段磨礦過后，可以通過水力旋流器對產(chǎn)品進(jìn)行粗細(xì)分級，將磨礦產(chǎn)品劃分為粗、細(xì)兩個級別。因此，粗細(xì)分級作業(yè)在流程中可以按粒度的大小分選出各粒級產(chǎn)品。選用分級效率較高的水力旋流器作為分級的設(shè)備，那么分級效果會更加的好，可為后續(xù)的選別作業(yè)提供良好的選別條件。而且水力旋流器自身具有占地面積相對小且工作穩(wěn)定的優(yōu)勢，選用水力旋流器進(jìn)行粗細(xì)分級作業(yè)，獲得兩種粒級的產(chǎn)品，底流沉砂給到重選設(shè)備，溢流產(chǎn)品給到磁選設(shè)備，這就可以讓粗、細(xì)兩種產(chǎn)品能得到極佳的選別的效果。通過選別嵌布粒度較不均勻的“鞍山式”鐵礦石，參照齊達(dá)山選礦廠與胡家廟選礦廠的設(shè)備選型情況，兩者都采用了水力旋流器來進(jìn)行粗細(xì)分級作業(yè)，且分級效果挺好，精礦品位可達(dá)到67.48%。因此可知，此設(shè)計采用水力旋流器對一段磨礦產(chǎn)品進(jìn)行粗細(xì)分級，這在經(jīng)濟與技術(shù)上都是很合理的。1.2.4重選的合理性分析由公式E=判斷重選難易程度其中：；；。表2.4E值與難易程度關(guān)系表E值>2.52.5-1.751.75-1.51.5-1.25<1.25難易程度磁鐵礦密度為5000kg/m3，石英的密度為2650kg/m3，水的密度為1000kg/m3，則：可進(jìn)行重選。該選礦廠的礦石主要由齊大山采場提供，根據(jù)前面的實驗結(jié)果可知，該類型礦石的嵌布粒度很是不均勻，所以在流程中要加入重選作業(yè)來選別這一部分粒級較粗的產(chǎn)品，達(dá)到了預(yù)先拋尾的目的。有利于優(yōu)先選擇合格的礦石同時也提高了二級研磨的效率。經(jīng)過粗細(xì)分級設(shè)備后的粗粒物料相對于細(xì)粒物料來說無論是在選別難易程度上，還是在選別指標(biāo)的提高上都有很大的優(yōu)勢。重選的主要設(shè)備在該設(shè)計中采用螺旋溜槽。螺旋溜槽自身具有結(jié)構(gòu)簡單，只有豎立的桶狀結(jié)構(gòu)，所以無論是在生產(chǎn)還是運輸方面都可以比較省時省力的。其可觀的工作效率，可以使它的功能變得極其強大。在空間上，它的占地面積特別小，可以在廠房內(nèi)布置相當(dāng)多的數(shù)量的螺旋溜槽來供選別作業(yè)。1.2.5掃弱磁與掃中磁的合理性分析本次設(shè)計中的原礦石由于礦石的嵌布粒度很不均勻，且磁鐵礦還具有一定的磁性，因此可以對磨礦產(chǎn)品中的粗粒礦料和細(xì)粒礦料進(jìn)行磁選作業(yè)，從而優(yōu)先選出這部分磁鐵礦。粗粒礦料經(jīng)重選作業(yè)的螺旋溜槽分選之后，在粗螺作業(yè)的尾礦中含有一部分磁性很強的連生體，為了確保精礦的回收率，在此作業(yè)段加裝永磁筒式磁選機來進(jìn)行選別，此作業(yè)的目的在于優(yōu)先掃選出磁性較強的粗粒礦料，該作業(yè)也被稱為掃弱磁作業(yè)；掃選后其尾礦中仍然還有一小部分貧磁性連生體礦物，同樣可采取磁性較強磁選的設(shè)備來進(jìn)行分選，可采用SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機，此作業(yè)段也稱為掃中磁作業(yè)，其目的在于提高最終精礦的回收率，分選出磁性較弱的貧磁性連生體。為了進(jìn)一步提高這些磁性礦物的選別效率，掃弱磁、掃中磁作業(yè)的精礦和粗螺作業(yè)的尾礦給入到二次球磨，對這部分礦物進(jìn)行再磨再選，重復(fù)循環(huán)直到選出合格的產(chǎn)品。從這兩種磁選作業(yè)就可以得知，選礦廠的設(shè)計應(yīng)該對祖國的資源負(fù)起責(zé)任，既不能夠隨便浪費資源，更不能輕易地拋棄資源。1.2.6弱磁與強磁的合理性分析本次設(shè)計的鐵礦石由假赤鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦等組成，假赤鐵礦和磁鐵礦都是磁性礦物，所以采用磁選法。對于鐵礦石，它以磁鐵礦和赤鐵礦的過渡混合狀態(tài)存在，其中磁鐵礦沒有被完全氧化。有強磁性磁鐵礦、弱磁性赤鐵礦、假礦和連體礦，單一弱磁選很難對此類礦石進(jìn)行選別。1968年4月至8月，進(jìn)行的小規(guī)模試驗。將原礦粉磨至-200目約占90%。經(jīng)過一級弱磁場和三級強磁選，小試結(jié)果精礦品位59.55%，回收率87.88%。綜上所述，本次設(shè)計中的礦石可采用弱磁和強磁選。1.2.7陰離子反浮選的合理性分析浮選作業(yè)一直以來都是一種比較高效的選別作業(yè)，也是一種比較昂貴的選別流程，需要很大的投入成本。對于鞍山式鐵礦石的選別來說，浮選作業(yè)的成本不是太高，不像其他有色金屬那樣需要大量的浮選藥劑才能夠選別出合理的技術(shù)指標(biāo)。在選別流程中，經(jīng)粗細(xì)分級后的細(xì)粒礦料，由于其本身粒度較細(xì)的原因，為了保證鐵精礦的回收率和品位，運用浮選工藝流程在經(jīng)濟上以及技術(shù)上都是非常合理的。由于赤鐵礦表面帶正電荷，石英表面帶有負(fù)電荷，且此類鐵礦物的主要脈石礦物為石英，因此可以通過陰離子反浮的選別流程來捕收石英，讓礦漿底流成為最終產(chǎn)品。石英的密度約為2.65kg/m3，鐵礦物密度是5.6kg/m3，這可以使石英在浮選中礦漿有效密度可控制在0.65~1.65kg/m3之間，鐵礦物在浮選中礦漿有效密度在3.0~4.0kg/m3之間。因此，在浮選礦漿中，由于石英本身的密度就小于鐵礦物的密度，再加上石英在礦漿中的有效重力將很大程度上低于鐵礦物，這就使石英成為了最主要的捕收礦物。但是并不是所有粒度的礦料都可以應(yīng)用浮選工藝反浮選來進(jìn)行選別的，如果礦料的粒度過大，那么考慮到礦料的粒度大小、密度的大小等因素，礦料顆粒與泡沫形成的礦化氣泡是不能夠?qū)⒋至５V料帶到泡沫層的，原因是這類礦料的重量總體上也比較大，對浮選工藝來說難度也相應(yīng)變大。相反地，如果礦料顆粒的粒度特別小，且都是小于-10μm的話，那么就算是比較高效的浮選藥劑也很難將這部分細(xì)粒礦料選別出來的。在本設(shè)計中，由于石英與鐵礦物存在著諸多差異，因此可以利用兩者密度上和表面所帶電荷的差異先將石英通過反復(fù)選工藝選出并拋尾，也就是其中的泡沫產(chǎn)品。由于鐵礦物比較重，可以先用抑制劑將其抑制住，將其作為浮選的底流產(chǎn)品在最后排出。為保證回收率，也要對初步浮選的尾礦進(jìn)行多次的掃選。與此同時，通過參照現(xiàn)階段齊達(dá)山選礦廠的選礦藥劑選擇可以明確以下這幾種浮選藥劑。生石灰（CaO）主要作用是活化石英的，淀粉作用主要是抑制鐵礦物的，PH調(diào)整劑為NaOH，主要作用是調(diào)節(jié)浮選礦漿的PH值，而LKY用作石英的捕收劑。通過參照齊達(dá)山選礦廠多年的反浮選流程實踐，確定一粗一精三掃的工藝流程。通過現(xiàn)場實習(xí)了解知道，選別這類鐵礦物的回收率在75.06%左右，精礦品位在67.48%左右，所以該浮選流程的選擇是十分合理的。1.3主要技術(shù)指標(biāo)確定與計算1.3.1確定各車間工作制度1、破碎車間的工作制度本次設(shè)計破碎流程中的粗碎階段設(shè)置在在采礦廠中完成，粗碎作業(yè)率為62.16%，即粗碎設(shè)備實行3班倒的工作制度，即設(shè)備每天工作3班，每班5.5小時，每年工作330天；中碎和細(xì)碎設(shè)置在在主廠房內(nèi)，中、細(xì)碎的作業(yè)率與篩分作系統(tǒng)的作業(yè)率均為67.81%，即該設(shè)備同樣實行3班倒的工作制度，即設(shè)備每天工作3班，每班6小時，每年工作330天。2、磨選車間的工作制度由于主廠房內(nèi)包含有球磨機、濃縮機等大型設(shè)備，其能耗占到了整個選礦廠的90%以上，由于其巨大的能耗會給選礦廠帶來一筆很大的開支成本，為提高開工率，提出主廠工作制采用每天工作24小時的連續(xù)工作機制，設(shè)備為90.41%，即設(shè)備每天工作3班，每班8小時，每年工作330天。1.3.2破碎車間工藝流程計算計算流程如圖2.1所示1、計算小時處理量粗碎：t/h中碎：t/h細(xì)碎：t/h總破碎比3、破碎流程的確定根據(jù)進(jìn)入粗選的礦石粒度，以及小時處理量綜合考慮，本次設(shè)計所采用“三段一閉路破碎”流程，采用旋回破碎機作為粗碎設(shè)備，采用標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機作為中碎設(shè)備，采用短頭圓錐破碎機作為細(xì)碎設(shè)備。4、各段破碎比計算平均破碎比：選取S1與S2，取用，，則：細(xì)碎段破碎比：5、計算各階段破碎產(chǎn)物的最大粒度6、計算各段破碎機排礦口的寬度查表2-5[2]，。，；，；，。7、確定篩孔的尺寸與篩分的效率，篩分效率設(shè)為。8、計算各段產(chǎn)物的礦量與產(chǎn)率計算粒度/排礦口尺寸，查圖2-7[2]，得。計算粒度/排礦口尺寸，查圖2-10[2]，得。1.3.3磨選流程計算確定流程所需指標(biāo)數(shù)式中：Np——原始指標(biāo)數(shù)；np——選別產(chǎn)物數(shù)；na——選別作業(yè)數(shù)；C——單金屬礦石計算時，C取2。依照齊大山選礦廠的實際生產(chǎn)情況以及所查閱的相關(guān)資料擬定本選礦廠設(shè)計所需的生產(chǎn)原始指標(biāo)，選取結(jié)果如下表2.5所示。表2.5磨選階段原始指標(biāo)選取的指標(biāo)數(shù)值%選取的指標(biāo)數(shù)值%一段分級沉砂產(chǎn)率γ5260精選溜槽中礦γ1212.12粗粒級給礦品位β732.13粗選溜槽精礦品位β849.88粗選溜槽尾礦品位β924.58二掃給礦品位β1166.82精選溜槽中礦品位β1260.50精選溜槽尾礦品位β1327.01掃選溜槽精礦品位β1430.46掃選溜槽尾礦品位β1521.43弱磁掃選精礦品位β1628.93弱磁掃選尾礦品位β1719.13中磁掃選精礦品位β1826.51中磁掃選尾礦品位β1910.42二段分級給礦粒度D2055.00二段分級溢流粒度D2185.00二段分級沉砂D2225.00弱磁選精礦品位β2650.63弱磁選尾礦品位β2722.11沉砂1品位β2823.06溢流1品位β2912.23強磁選精礦品位β3041.56強磁選尾礦品位β318.63沉砂2品位β3344.61溢流2品位β3411.13粗選泡沫品位β3662.76精選尾礦品位β3746.22二掃尾礦品位β3868.61粗選尾礦品位β3932.91掃選1泡沫品位β4156.50掃選1尾礦品位β4221.63掃選2泡沫品位β4435.60掃選2尾礦品位β4518.33掃選3泡沫品位β4626.58總精礦品位β4867.48總尾礦品位β4910.831、計算一次磨礦車間處理能力(1)全年工作330天，每天運轉(zhuǎn)3班，每班運轉(zhuǎn)8小時。(2)設(shè)備作業(yè)率：一次磨礦生產(chǎn)能力：2、確定循環(huán)負(fù)荷為：C3、計算各產(chǎn)物品位（β）、產(chǎn)率（γ）、回收率（ε）及礦量（Q），計算流程如圖2.2所示，計算結(jié)果如表2.6所示。表2.6礦漿數(shù)質(zhì)量計算結(jié)果編號品位β/（%）回收率ε/（%）產(chǎn)率γ/（%）礦量Q/(t/h)129.28100.00100.00919.92229.28360.00360.003311.71329.28360.00360.003311.71429.28100.00100.00919.92529.28260.00260.002391.79628.95177.84180.141657.11732.13131.60119.931103.24849.8860.9735.79329.23924.5870.6384.14774.011052.5786.0147.91440.721166.8246.9220.56189.141260.5025.0412.12111.491327.0114.0515.23140.091430.4630.5329.35270.011521.4340.1054.79504.011628.9312.7012.86118.291719.1327.3941.93385.721826.5120.5522.70208.801910.426.8419.23176.922028.5377.8480.14737.192128.5338.9240.07368.592228.5338.9240.07368.592328.5338.9240.07368.592428.5377.8480.14737.192522.4046.2460.21553.872650.631.080.625.722722.1145.1659.59548.142823.0642.9654.36500.062912.232.195.2348.083041.5633.9323.82219.13318.639.0330.54280.933241.7935.0124.44224.853344.6134.2322.38205.923411.130.792.0618.933547.3555.2733.81311.023662.7634.8416.26149.543746.226.704.2539.073868.6128.1412.01110.473932.9120.4317.55161.494033.3825.1421.30195.924156.5014.347.1866.034221.6310.8014.12129.894322.2912.8616.31150.024435.604.713.7434.444518.338.1512.56115.584626.582.062.1920.134716.596.0910.3895.454867.4875.0632.57299.604910.8324.9467.43620.32509.2612.0137.82347.954、原始濃度指標(biāo)的選取結(jié)果如表2.7所示。表2.7濃度原始指標(biāo)取值選取的指標(biāo)數(shù)值%選取的指標(biāo)數(shù)值%原礦濃度K196.50二段磨礦排礦濃度K2360.00一段磨礦排礦濃度K376.00細(xì)粒級給礦濃度K2522.36一段分級溢流濃度K438.50弱磁選精礦K2634.50一段分級沉砂濃度K572.90弱磁選尾礦K2721.00粗選溜槽尾礦濃度K936.98沉砂濃度K2843.00精選溜槽中礦濃度K1245.13強磁選精礦濃度K3028.00掃選溜槽精礦濃度K1442.50強磁選尾礦濃度K3116.00掃選溜槽尾礦濃度K1531.22沉砂濃度K3345.50弱磁掃選精礦濃度K1640.43粗選泡沫濃度K3635.12弱磁掃選尾礦濃度K1726.00精選尾礦濃度K3727.33中磁掃選精礦濃度K1841.20掃選1泡沫濃度K4136.80中磁掃選尾礦濃度K1914.50掃選2泡沫濃度K4431.03二段分級溢流濃度K2123.45掃選3泡沫濃度K4630.00二段分級沉砂濃度K2264.33浮選尾礦濃度K4725.765、根據(jù)；；等公式計算各產(chǎn)物的液固比、水量和各作業(yè)的補加水量。最終計算結(jié)果如下表2.8所示。表2.8礦漿數(shù)質(zhì)量計算結(jié)果產(chǎn)品編號產(chǎn)品濃度K（%）液固比（R）補加水量W（t/h）196.500.036333.36278.210.2786922.49376.000.31581045.80438.501.59741469.48572.900.3717889.13636.221.76122918.45750.100.99601098.84865.460.5277173.72936.981.70421319.051058.760.7017309.271155.020.8175154.621245.131.2159135.561334.231.9215269.181442.501.3529365.301531.222.20311110.371640.431.4734174.291726.002.84621097.821841.201.4272298.001914.505.89651043.212039.981.50131106.772123.453.26441203.242264.330.5545204.382360.000.6667245.732433.721.96551448.972522.363.47221923.172634