精编设计日处理吨的铜矿石浮选厂.docx
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精编设计日处理吨的铜矿石浮选厂
（精编）设计日处理吨的铜矿石浮选厂
辽宁科技大学
课程设计说明书
设计题目：
日处理3000吨的铜矿石浮选厂
学院：
矿业工程学院
班级：
矿加12-1
姓名：
杨占东
指导教师：
赵通林
2015年12月24日
一．绪论2
1.课程设计目的及要求2
2.设计题目2
3.铜的性质2
4.矿石的铜矿物种类及性质2
4.2黄铜矿的性质2
4.3辉铜矿的性质2
5.选矿厂概况3
6.选矿厂各车间工作制3
7.选矿厂经济技术指标3
二．选矿工艺流程4
1.破碎流程的计算与论证4
1.1破碎段数的确定4
1.2预先筛分的必要性4
1.3检查筛分的必要性4
1.4破碎流程的计算5
2.磨矿流程的计算与论证7
2.1磨矿分级作业的必要性7
2.2磨矿段数的确定7
3.浮选流程的计算10
4.矿浆流程的计算13
三．主要工艺设备的选择和计算20
1.破碎设备的选择和计算20
1.1粗碎设备的选择和计算20
1.2中碎设备的选择和计算22
1.3细碎设备的选择和计算23
2.筛分设备的选择和计算24
2.1二段筛分的选择和计算24
2.2三段筛分的选择和计算26
3.磨机的选择和计算27
4.分级设备的选择和计算29
4.1一段分级设备的选择和计算29
4.2二段分级设备的选择和计算30
5.浮选设备的选择和计算32
5.1粗选设备的选择和计算32
5.2一次精选设备的选择和计算32
5.3二次精选设备的选择和计算33
5.4扫选设备的选择和计算34
一．绪论
1.课程设计目的及要求
根据教学大纲要求，《选矿厂设计》授课结束后，于毕业设计前，学生要用两周时间进行课程设计。
目的：
本课程设计是矿物加工工程专业教学内容的环节之一，使学生在设计中学习，巩固和提高工程设计理论与解决实际问题的内力，综合运用所学的有关工程知识。
并为毕业设计打下良好的基础。
要求：
设计任务书下达后，设计者必须独立认真分析与计算，按期完成设计中所规定的具体任务。
2.设计题目
《设计日处理3000吨的铜矿石浮选厂》
3.铜的性质
铜属于门捷列夫周期系第一族元素，原子量为63.55，原子序数为29。
纯铜在20℃时比重为8.89，熔点为1033℃，沸点通常为2310℃。
铜是一种相当柔软的金属，莫氏硬度为3度。
纯铜是电的良导体，其导电率仅次于银，但远远超过其他金属，并且纯铜具有高度的延展性，容易锻压，可压延成百分之几毫米的薄片，也可拉成很细的铜丝。
由于铜具有很多宝贵的特性且价格低廉，也就决定了它的广泛的用途，在应用上仅次于铝和铁。
4.矿石的铜矿物种类及性质
4.1所含种类
金属矿物：
黄铜矿、辉铜矿、少量孔雀石
脉石矿物：
角闪石、绿泥石、少量云母
4.2黄铜矿的性质
在硫化矿物中，分布最广的铜矿物是黄铜矿，其中铜、铁、硫的含量差不多相等，约各占矿物的1/3.黄铜矿有点似铜的黄色，具有金属光泽，硬度不大，其条痕呈绿黑色。
在黄铁矿含量较大的矿石中，磨矿矿石会过粉碎。
黄铜矿很容易浮选，用少量硫化矿物阴离子捕收剂，就能很好的浮选。
黄铜矿不易氧化，是硫化矿中对氧最稳定的，在中性和弱碱性介质中可长时间保持疏水。
当PH=10以上时或在氧化剂长时间作用下，黄铜矿会明显氧化。
它在弱碱性介质中氧化时溶液中会有H+,Cu2+,Fe3+,S2O42-等离子。
在碱性（PH=10-11）中。
氧化时溶液中有SO42-，S2O32-,S4O62-等离子。
黄铜矿过度氧化后其可浮性显著下降，但还可以用苏打，硫化剂等使其得到改善。
4.3辉铜矿的性质
辉铜矿为铜与硫的化合物，由于它不含铁所以铜的含量几乎占矿物中量的4/5。
辉铜矿具有金属光泽，呈暗色或铅灰色，硬度不大，常见于铜矿床的上部氧化带。
它大多数是次生的，也有原生的，辉铜矿很脆，易过粉碎和氧化，氧化所产生的大量铜离子会活化闪锌矿，黄铁矿等，使浮选过程控制复杂化，这是选矿过程中应该注意的。
辉铜矿可浮性好，用黄药，黑药和白药等阴离子捕收剂和胺做捕收剂时都很易浮，能够得到品位很高的铜精矿。
4.4孔雀石的性质
在氧化铜矿中，孔雀石分布最广他是铜与碳酸及水的化合物，呈翠绿色，有的为暗绿色，玻璃或丝绢光泽，淡绿色条痕。
纤维或贝壳状构造是孔雀石的特征，在其断口或磨光面上显美丽的花纹，因此大块的孔雀石可以作为贵重的装饰品。
其本身可浮性好，黄药是它最好的捕收剂。
5.选矿厂概况
所设计选矿厂处理量3000吨/日，工艺流程为三段一闭路、连续磨矿、浮选工艺流程，日产精矿量179.52吨。
主要车间有破碎车间、筛分车间、磨矿分级车间、浮选车间。
6.选矿厂各车间工作制
破碎车间工作制：
破碎筛分系统设备作业率为67.81%。
年工作330天，每天工作3班，每班工作6小时。
主厂房（磨矿车间和浮选车间）工作制：
主厂房采用连续工作制，设备作业率为90.41%。
年工作330天，每天工作3班，每班工作8小时。
7.选矿厂经济技术指标
原矿处理量：
3000吨/天；日产精矿量：
179.52吨/天：
原矿品位：
1.48%；精矿品位：
24.25%；尾矿品味：
0.13%。
二．选矿工艺流程
破碎部分：
本矿石属于中硬度矿石，普氏硬度f=8-12，原矿中最大粒度750mm，要求最终产品粒度12mm，采用三段一闭路破碎流程。
磨矿部分：
该矿石呈细粒均匀嵌布，试验表明当磨至，-200目含量为85%时，其单体解离度可达95%以上，故磨矿参考流程为两段全闭路磨矿流程，给矿中-200目含量为10%，磨矿产品中-200目含量为85%。
浮选部分：
单一硫化矿浮选，选用一次粗选，二次精选，一次扫选，中矿采用循序返回。
浮选时间：
粗选6分钟，一次精选6分钟，二次精选8分钟，扫选7分钟。
1.破碎流程的计算与论证
1.1破碎段数的确定
本矿石属于中硬度矿石，普氏硬度f=8-12，原矿中最大粒度750mm，要求最终产品粒度12mm，为完成最终破碎产品粒度采用三段一闭路破碎流程，如图1。
破碎车间的工作制度为：
年工作330天，每天工作3班，每班工作6小时。
总破碎比
若采用二段破碎则平均破碎比为，查[1]中表2-3，一段破碎采用颚式破碎机。
破碎比范围在3-6，二段破碎机的最大破碎比范围为4-8.取两段最大破碎比，所以不合理，所以根据矿石性质和使用破碎机的性能将总破碎比分成三段来实现。
1.2预先筛分的必要性
预先筛分是在矿石进入该破碎段之前预先筛出合格的粒级，可以减少进入破碎机的矿量，提高破碎机的生产能力；同时可以防止富矿石产生过粉碎。
在处理含水分较高和粉矿较多的矿石时，潮湿的矿粉会堵塞破碎机的破碎腔，并显著降低破碎机的生产能力。
利用预先筛分除掉湿而细的矿粉，可为破碎机造成较正常的工作条件。
应用预先筛分可预先筛除细粒，可预防矿石过粉碎并且能相应提高破碎机的生产能力，矿石中-200目含量为10%，且矿石为中等可碎性矿石，采用预先筛分是合理的，且矿石中含水量为3.6%用预先筛分对防止破碎机堵塞起到一定作用。
1.3检查筛分的必要性
检查筛分的目的是为了控制破碎产品的粒度，并利于充分发挥破碎机的生产能力。
因为各种破碎机的破碎产物中都存在一部分大于排矿口宽度的粗粒级，如短头圆锥破碎机在破碎中等可碎性矿石时，产物中大于排矿口宽。
度的粒级含量达60%，最大粒度为排矿口的2.2~2.7倍；在破碎难碎性矿石时则更甚。
各种破碎机破碎产物中粗粒级（大于排矿口尺寸）含量和最大相对粒度（即最大颗粒与排矿口尺寸之比）。
查[1]中表2-5可知当三段破碎机选用短头型圆锥破碎机时，排矿中过大颗粒含量β=60%相对过大粒度Z=2.2-2.7.过大粒度含量非常高，为达到破碎最终产物要求，设置检查筛分是合理的必要的。
振动筛
图1破碎流程图
1.4破碎流程的计算
（1）确定工作制度，计算小时处理量
QR==166.67（t/h）
（2）计算总破碎比
S总===62.5
（3）计算破碎比分配
S0==3.97
S1=3.00
S2=4.00
S3===5.21
（4）计算各段产物的最大粒度
d2===250.00（mm）
d5===62.50（mm）取63mm
d8===11.99（mm）取12mm
（5）计算各段破碎机排矿口宽度（e）
计算eⅠ粗碎用颚式破碎机查[1]表2-5Z=1.6
eⅠ===156.25（mm）取eⅠ=156（mm）
计算eⅡ中碎用标准型圆锥破碎机查[1]表2-5Z=1.9
eⅡ==33.36（mm）取eⅡ=33（mm）
计算eⅢ细碎用短头圆锥破碎机按eⅢ=0.8d8计算
eⅢ=0.8d8=0.8×12=9.6（mm）取eⅢ=10（mm）
（6）计算筛孔尺寸a和筛分效率E
二段筛分采用振动筛
筛孔尺寸aⅡ介于排矿口宽度eⅡ=33mm与最大尺寸d5=63mm之间，所以取aⅡ=40（mm），筛分效率E2=85%。
三段等值筛分工作制度
aⅢ=12d8=1.2×12=14.4（mm），取aⅢ=14（mm）E3=80%
（7）计算各产物的矿量和产率，产物编号如图2
Q1=Q2=Q6=Q8=166.67（t/h）
Q3=Q2E2=166.67×0.28×0.85=39.67（t/h）
式中：
=0.28筛口尺寸/排矿口尺寸=40/156=0.26，查[1]图2-5可知：
Q4=Q2-Q3=166.67-39.67=127.00（t/h）
所以Q10===247.32（t/h）
式中：
筛口尺寸/排矿口尺寸=14/33=0.42查[1]图2-7=33%≈
筛口尺寸/排矿口尺寸=14/10=1.4查[1]图2-10=62%
Q9=Q10=247.32（t/h）
Q7=Q6+Q10=166.67+247.32=413.99（t/h）
====100%
=×100%=×100%=23.80%
==-=100%-23.80%=76.20%
==C=148.39%
=+=148.39%+100%=248.39%
2.磨矿流程的计算与论证
2.1磨矿分级作业的必要性
预先分级的目的在于分出给矿中已经合格的粒级。
一般第一段前很少用预先分级，只是给矿粒度小于6-8mm，其中合格粒度大于15%时才考虑。
原矿为10%时采用。
故一段前不加入预先分级。
检查分级的目的是保证磨矿产品粒度合格，将粗粒级返回磨机，增加磨机单位时间内的矿石通过量，从而提高磨机效率减少矿石过粉碎。
因此，本矿厂的磨矿流程每段都采用检查分级。
2.2磨矿段数的确定
本矿石矿物呈细粒均匀嵌布，试验表明当磨至-200目含量为85%时，其单体解离度可达95%以上。
矿石的入选粒度为12mm，含量为85%且矿石嵌布粒度均匀。
满足入选粒度小于0.15mm磨矿细度为-0.074含量大于70%-85%.故采用两段闭路磨矿流程，并在一段加入预先分级。
规定工作效率=90.41%因为两段皆为全闭路连续磨矿。
所以m==1K=0.82
磨矿流程如图3。
（1）确定主厂房的工作制，计算磨矿车间的小时处理量
拟定工作制为：
330天，3班，8小时
Qh==133.28（t/h）
（2）计算用的原始指标
确定m=1，k=0.82
根据磨矿产品中-200目含量为85%，查[1]表2-10取d终=0.1（mm）=25%
根据d终=0.1（mm），查[1]表2-8取C1=220%C2=300%
（3）计算各产物的矿量和产率
Q1=Q4=Q7=133.28（t/h）
Q5=Q1C1=133.28×2200%=293.22（t/h）
Q2=Q3=Q1+Q5=133.28+293.22=426.50（t/h）
将二段磨矿流程变为预先和检查筛分分开的等效流程计算如图4：
Q4=Q7’+Q8’
（1）
Q4=Q7’+Q8’
（2）
联立方程
（1）,
（2）可求：
（t/h）
Q7’’=Q8’=Q4-Q7’=133.28-58.31=74.97（t/h）
Q8’’=CⅡQ8’=300%*74.97=224.91（t/h）
Q9=Q8=Q8’+Q8’’=74.97+224.91=299.88（t/h）
Q6=Q4+Q9=133.28+299.88=433.16（t/h）
3.浮选流程的计算
原始数据如下：
Q=133.28（t/h）=1.48%
=24.25%=12.26%=8.45%=4.24%
=92.00%E16=95.00%E14=90.00%E11=85.00%
浮选时间：
粗选6分钟，一次精选6分钟，二次精选8分钟，扫选7分钟。
浮选流程如图6
粗选
图6浮选流程图
（1）计算必要而充分的原始指标数
NP=C（np-ap）=2×（8-4）=8
（2）按工业试验结果与现厂生产指标分析，先用的8个指标如下：
=24.25%=12.26%=8.45%=4.24%
=92.00%E16=95.00%E14=90.00%E11=85.00%
（3）列平衡方程计算各产物产率、各产物的回收率和未知产物的品位
Ɛ12=Ɛ10-Ɛ11=120.89%-102.76%=18.13%
Ɛ19=Ɛ12-Ɛ18=18.13%-10.01%=8.12%
由Qn=Q7*γn计算各作业产物的矿量：
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）
（t/h）=Q10-Q7
（4）绘制浮选数质量流程图如图7
4.矿浆流程的计算
原始指标：
必须保证的适宜浓度：
一段磨机浓度KI=78.00%俩段磨矿浓度KIV=75.00%
粗选作业浓度KV=22.08%一次精选作业浓度KVI=20.81%
扫选作业作业KVII=21.62%二次精选作业浓度KVIII=20.00%
一次分级溢流K4=28.00%二次分级溢流浓度K7=23.20%
不可调节浓度：
磨机给矿浓度K1=96.40%一次分级返砂浓度K5=80.00%
二次分级返砂K8=78.00%粗选精矿浓度K11=25.00%
扫选精矿浓度K18=24.00%一次精选精矿浓度K14=32.00%
二次精选精矿浓度K16=38%
矿浆流程图如图8
（1）按公式计算固液比Rn值
（2）按公式Wn=QnRn和平衡方程计算各作业、各产物水量Wn值
（3）按平衡方程计算各作业补加水量Ln值
（4）按公式计算流程中未知的作业产物的Rn值
（5）按公式计算各作业和各产物的体积Vn值
（6）绘制日处理3000吨的铜矿石浮选厂数质量流程图如图9
三．主要工艺设备的选择和计算
1.破碎设备的选择和计算
1.1粗碎设备的选择和计算
粗碎有颚式破碎机和旋回破碎机
本选厂粗碎给矿最大粒度750mm,产品粒度12mm.处理量166.67t/h
初步设定以下俩个方案：
方案一：
拟用PE900*1200A型颚式破碎机参考[1]中附录1P254
方案二：
拟用PJI1200*1500型颚式破碎机参考[1]中附录1P254
方案一：
选用颚式破碎机，Dmax=750（mm），eI=156（mm）
最大给矿粒度750mm，小时处理能力Q=166.67t/h。
破碎机排矿口宽度eI查附表。
选择PE900*1200A颚式破碎机，给矿口宽度为760mm，排料口宽度为100-250，生产能力180-350t/h
（1）处理量按下式的计算：
（2）破碎机台数n的计算
（3）破碎机负荷量计算
方案二：
选用颚式破碎机，Dmax=750（mm），eI=156（mm）
查[1]中附表2，选用颚式破碎机PJ1200*1500
（1）处理量的计算：
（2）破碎机台数n计算
（3）破碎机负荷量的计算
（4）粗破破碎机方案对比如表1。
表1粗碎破碎机方案对比
序号,型号,台数,重量/t,功率/kw
方案一
方案二,PE900*1200A复摆式颚式破碎机
PJI1200*1500简摆式颚式破碎机,1
1,37
110.38,110
185
方案一和方案二比较，PE900*1200A复摆式颚式破碎机重量小，功率低，且此种破碎机成本低，对于处理量不大的厂矿来说经济负担比较小。
所以选用方案一PE900*1200A复摆式颚式破碎机一台，详细性能见表2。
表2PE900*1200A复摆式颚式破碎机结构参数
类型,型号及规格,进料口/mm,最大给矿粒度/mm,处理量
/
t/h,排矿口调节范围/mm,主转轴
/
R/min,传动电动机,最重件质量/t,外形尺寸,质量/t
,,,,,,型号,功率/kW,电压/V,,,
复摆,PE900*1200A,900×1200,760,180-350,100-250,200,,110,380,,3200*2754*3150,37
1.2中碎设备的选择和计算
选用标准型圆锥破碎机，Dmax=250（mm），eII=33（mm），
查[1]中附表3，PYY-BT1219标准型单杠液压圆锥破碎机
（1）处理量的计算：
（2）破碎机台数n的计算
（3）破碎机负荷量的计算
（4）PYY-BT1219标准型单杠液压圆锥破碎机性能见表3。
表3PYY-BT1219标准型单杠液压圆锥破碎机结构参数
型
号,型号及规格,进料口/mm,最大给矿粒度/mm,处理量
/
t/h,排矿口调节范围/mm,传动电动机
,,,,,型号,功率/kW,电压/V
单缸标准,PYY-BT1219,188,240,132-253,16-38,JS137-10,155,380
1.3细碎设备的选择和计算
选用短头型圆锥破碎机，Dmax=62.5（mm），eIII=10（mm）
查[1]中附表3-2，选用短头型PYY-DT1610
（1）处理量的计算：
（2）破碎机台数n的计算
（3）破碎机负荷量的计算
（4）PYY-DT1610短头型圆锥破碎机性能见表4。
表4PYY-DT1610短头型圆锥破碎机
类型,型号及规格,进料口/mm,最大给矿粒度/mm,处理量
/
t/h,排矿口调节范围/mm,传动电动机
,,,,,型号,功率/kW,电压/V
短头型,PYY-DT1610,100,85,100-200,7-14,JS137-10,155,380
破碎设备汇总表见表5。
表5破碎设备汇总表
类型,型号及规格,台数/个
粗碎
中碎
细碎,复摆式
标准型
短头型,PE900*1200A
PYY-BT1219
PYY-DT1610,1
1
2
2.筛分设备的选择和计算
2.1二段筛分的选择和计算
由于矿石是中等可碎性矿石及破碎后产品粒度为12mm，在细碎前增加预先筛分和检查筛分。
固定筛适用于大块物料的筛分效率低，结合矿石性质矿石含水量3.6%，所以选择振动筛。
圆振动筛结构新颖，强度高，耐疲劳，寿命长，维修简单，振动参数合理，噪音小，筛分效率高等特点。
二段筛分选用圆振动筛2YA2460见表6，aII=50（mm）E2=85%
表6圆振动筛2YA2460结构参数
类型,型号及规格,工作面积/m2
筛网层数/层,最大给料粒度/mm,处理量/t/h,筛孔大小/mm,双振幅/mm,振次
圆振动筛,2YA2460,14,2,200,260-780,6-50,9.5,748
（1）需要的振动筛总面积的计算
（2）筛子台数的确定：
取n=1
（3）筛分机负荷量计算
（4）圆振动筛2YA2460工作参数见表7。
表7圆振动筛2YA2460工作参数
型号,项目,参数,项目,参数
2YA2460,层数
工作面积/m2
筛孔尺寸/mm
结构
给料粒度/mm
筛分效率/%
外形尺寸/mm,2
14
6-50
编织
200
85
6019*3916*3839,振幅/mm
振次/min-1
处理量/t/h
总重/t
电动机功率/Kw
筛面倾角/°,9.5
845
260-780
13.583
30
20
2.2三段筛分的选择和计算
圆振动筛结构新颖，强度高，耐疲劳，寿命长，维修简单，振动参数合理，噪音小，筛分效率高等特点。
三段筛分选用圆振动筛2YA2460aIII=14（mm）E2=80%
（1）需要的振动筛总面积
（2）筛子台数的确定：
取n=2
（3）筛分机负荷量计算
（4）圆振动筛2YA2460工作参数筛如表7。
筛分设备汇总表见表8。
表8筛分设备汇总表
类型,规格及型号,台数/个
二段筛分,圆振动筛,2YA2460,1
三段筛分,圆振动筛,2YA2460,2
3.磨机的选择和计算
参照资料：
设计中参照的类似选矿厂实际资料如下：
采用一段闭路磨矿流程，给矿粒度为20-0mm，其中-200目含量为6%，磨矿细度为-200目含量为60%（0.2mm），用的是Φ2100×3000mm溢流型球磨机，台式处理能力是16.5吨/时。
查[1]中附表8初步拟定两种方案：
湿式溢流型球磨机MQY3600×4500。
湿式格子型球磨机MQG3600×3900。
方案一：
采用容积法计算
（1）新生级别的生产能力q’
（2）磨机总容积的计算
（3）分配容积
（4）磨机台数计算
（5）校核
方案二：
采用容积法计算
（1）新生级别的生产能力q’
（2）磨机总容积的计算
（3）分配容积
（4）磨机台数计算
（5）校核
方案球磨（6）机方案对比见表9。
表9球磨机方案对比
序号,型号,台数,负荷率/%
方案一,湿式溢流型球磨机MQY3600×4500,2,97.54
方案二,湿式格子型球磨机MQG3600×3900,2,94.44
参照类似选厂资料，磨机采用湿式溢流型球磨机Φ2100×3000，以上两种方案设备技术上可行，经济上合理，方案二占地面积小于方案一，且方案二价格更便宜，考虑到经济因素，所以选用方案二，湿式格子型球磨机MQG3600×3900。
共计2台。
磨机设备汇总见表10。
表10磨机设备汇总表
类型,规格及型号,台数/个
一段磨机,湿式格子型,MQG3600×3900,1
二段磨机,湿式格子型,MQG3600×3900,1
4.分级设备的选择和计算
分级机分为螺旋分级机和水力旋流器。
螺旋分级机设备结构简单，工作可靠，操作方便，能与大型球磨机自流联结构成闭路。
但分级效率低，在细粒分级时，溢流浓度太低，不利于后续的选别作业。
水力旋流器在分级细粒物料时，分级效率比螺旋分级机高，它的结构简单、造价低、占地面积小，设备本身无运动部件，容易维护。
在磨矿流程中，一次磨矿分级溢流粒度控制为0.3mm，所以分级设备选用水力旋流器，与磨机一对一配置。
4.1一段分级设备的选择和计算
拟用型水力旋流器
（1）水力旋流器生产能力的计算
（2）所需水力旋流器台数计算
4.2二段分级设备的选择和计算
拟用型水力旋流器
（1）水力旋流器生产能力的计算
（2）所需水力旋流器台数计算
（3）分机设备汇总见表11。
表11分机设备汇总表
类型,规格及型号,台数/个
一段分级,水力旋流器,350,3
二段分级,水力旋流器,350,6
5.浮选设备的选择和计算
5.1粗选设备的选择和计算
查[1]中附表16初步拟定选用XJK-58,实验室粗选时间6分钟。
（1）确定系列数N，N=2
（2）计算每个系列要处理的矿浆量
（3）计算每个系列需要的浮选机槽数
（4）XJK-58机械搅拌式浮选机技术参数见表12。
表12浮选机技术参数
型号,XJK-58
类型,机械搅拌式浮选机
单槽有效容积/m3,5.8
叶轮,直径/mm,750
转数/rmin-1,240
处理矿浆量/m3min-1,3~7
5.2
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