选矿厂工程初步设计内容.docx
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选矿厂工程初步设计内容
首龙汇矿业
岔沟铁矿选矿厂工程
初步设计
第1卷说明书
中冶京诚（）工程技术
2008年7月
中冶京诚（）工程技术
参加设计人员
专业名称设计人审核人审定人
选矿王晓旭戴翠红贺民
总图小艾王思和兆斌
电气吴跃强许英恩军
通讯文龙王福峨军
仪表卫星王福峨军
给排水朱旭清泉贾爱均
热力延平新家来壮
暖通霍焰周占林来壮
建筑唐艳玲林书牟洪
结构王蕴萍郭凤玲牟洪
环保砚博王春庭宋晶
工程经济郭朝辉王一南旭
宋广瑞立红王普
春梅
技术经济王一南冬林旭
总目次
第1卷说明书2069M2
第2卷概算书2069M2
第3卷图纸2069M2
本卷目录
附：
设计委托书
1总论
1.1地理位置
岔沟铁矿选矿厂位于市青龙满族自治县东北部，行政区划隶属省青龙满族自治县大巫岚乡杖子村管辖，地理坐标：
东京119°16＇29〞；北纬40°28＇40〞。
1.2气候条件
该地区四季分明，属温带大陆性季风气候，夏季凉爽，冬季寒冷，最低温度-15.6℃，年平均气温8.9℃。
年降雨量平均741.3mm,多集中在7~8月份，无霜期150天。
1.3企业性质及隶属关系
岔沟铁矿选矿厂隶属于首龙汇矿业，该公司时由首钢钢铁和龙汇集团共同组建的以开发矿业为主的股份制企业。
该公司在青龙满族自治县拟建200万t/a球团厂及配套矿山：
宏达铁矿、岔沟铁矿。
1.4设计依据
（1）首龙汇矿业与我公司签订的设计合同;
（2）《省青龙满族自治县杖子铁矿资源储量普查报告》；
（3）栅栏杖子铁矿选矿厂生产技术经济指标；
（4）厂区地形图（1:
2000）；
（5）我公司于2008年4月编制的《首龙汇矿业岔沟铁矿厂工程预可行性研究报告》；
（6）选矿厂设计有关规程规及技术规定。
1.5建设条件
1.5.1资源条件
岔沟铁矿矿体属栅烂杖子铁矿矿体的东延部分，共由两个矿体组成，分布于杖子村岔沟~老于家一带。
编号为Ⅰ、Ⅱ号矿体，两个矿体的地质特这如下：
Ⅰ号矿体：
位于岔沟北1.5km~老于家北沟以西；出露长度约700mm,走向90~105°，倾向南或南西，倾角70~75°一般厚度8~10m，呈似层状分布。
Ⅱ号矿体：
位于Ⅰ号矿体的顶板30-40m左右。
地表出露长度约700m,厚8-10m,最大厚度30m;呈似层状于Ⅰ号矿体基本平行分布。
走向90~100°倾向南或西南，倾角65-76°。
老于家以东~家窝铺一带，地表覆盖较强，仅在大木沟西梁见油矿体出露，出露宽度约10m,其产状与Ⅱ号矿体基本一致。
由于本矿体进行初步控制，矿山资源量部清楚。
目前，业主已经委托地质队开展矿区地质勘查工作，以满足下步矿山设计和生产的需要。
1.5.2外部条件
1.5.2.1水源条件
生产用水引自厂区附近星干河河滩。
生活用水引用自厂区地下水，根据有关资料，地下水质符合生活用水标准。
1.5.2.2电源条件
供电电源以两回路35kv架空线路引自蒿村110kv区域变电站35kv侧，供电距离约为15km,交通便利。
1.5.2.4建筑材料
建筑用砂当地可以解决，建筑用石料可以从采矿剥离的废石中选取，碎石可利用选矿干选废石或用剥离废石破碎后使用；钢材、木材、水泥等均可就近通过市场采购解决。
1.5.2.5施工队伍
建筑施工队伍、设备安装施工队伍均可通过招标进行选择，并加以落实。
1.6生产规模和产品方案
岔沟铁矿选矿厂工程建后，处理原矿234万t/a，生产铁精粉50万t/a。
岔沟铁矿选矿厂生产主要产品为铁精粉，主要指标见表1-1。
表1-1主要选矿工艺指标
年处理矿石量t/a
原矿品位
%
精矿品位
%
精矿产率
%
精矿回收率%
年产铁精矿万t/a
选矿比
234
27.52
63
21.4
49
50.08
4.67
1.7设计主要原则
⑴岔沟铁矿选矿厂目前尚未做选矿试验，本次设计依据栅栏杖子铁矿选矿厂生产工艺流程和主要生产指标。
要求业主尽快委托选矿试验根据试验结果，指导下步施工图设计和生产。
⑵根据业主要求，岔沟铁矿选矿厂按两期建设，一期建设规模为年产50t铁精矿；预留二期建设年产50万t铁精矿的选矿厂位置。
⑶选矿主要工艺过程采用国产成熟可靠的设备。
⑷选矿主要工艺过程采用PLC控制。
⑸选矿厂生产、行政和生活设施，冬季考虑取暖。
⑹选矿厂主要生产车间采用钢结构-彩板维护。
1.8设计围
包括新建选矿厂、尾矿设施及配套的公辅设施。
新建35kv变电站的设计由业主另行安排（投资进入总概算）。
1.9主要设计方案
1.9.1选矿
露采的矿石经汽车运至选矿厂，年供矿234万t,供矿品位为TFe27.52%,原矿石粒度为750~0mm。
破碎采用三段一闭路流程，粉矿干选工艺，产品粒度为12~0mm。
磨选采用阶段磨矿阶段选别（三段磨矿、四次磁选、磁选柱）工艺流程，一段磨矿细度-200目占52%、二段磨矿细度-200目占81%、最终磨矿细度-200目占95%。
选矿主要设备见表1-2。
表1-2选矿主要设备表
作业名称
设备名称机型号
单位
数量
粗碎
PEF0912复摆颚式破碎机
台
2
中碎
S240B标准型西蒙斯圆锥破碎机
台
1
细碎
S240D短头粗型西蒙斯圆锥破碎机
台
2
筛分
2YAH2460圆振动筛
台
2
一段磨矿
Φ2.7×3.6格子型球磨机（右旋）
台
4
一段分级
2FG-20高堰式双螺旋分级机
台
4
二段磨矿
Φ2.7×4.0溢流型球磨机（右旋）
台
4
二段分级
TDGS-5型电磁振动高频振网筛
台
32
三段磨矿
Φ2.7×4.0溢流型球磨机（右旋）
台
2
三段分级
TDGS-5型电磁振动高频振网筛
台
24
聚磁重选
DJX-1200聚磁重
台
8
过滤
60㎡瓷真空过滤机
台
5
1.9.2尾矿设施
选矿厂尾矿经渣浆泵提升至2座Φ50m高效尾矿浓缩池，尾矿浓缩后由尾矿分砂泵站提升至尾矿总砂泵站加压，然后通过尾矿输送管送到尾矿库。
尾矿输送浓度为35-40%，矿浆流量为368-438m³/h。
尾矿库库址选在选矿厂北侧0.3km的大木沟。
尾矿库初期坝高25m，即坝底标高240.0m，坝顶标高265.0m,坝体结构形式采用透水堆石坝，排洪和回水系统确定采用塔一管系统。
尾矿坝堆积至标高340.0m时的总库容维622.32万m³，有效库容维466.74万m³，服务4.49年。
1.9.3总图运输
在厂区四周设环形主干道，各生产车间之间均有联络道路相接。
原矿石由汽车运至选矿厂粗破碎原矿石堆场，精矿及干选废石由汽车运出场外。
在厂区西侧、东侧分别设置150t汽车衡各一台，用于原矿与精矿计量。
1.9.4电气
供电电源以两回路35kv架空线路引自蒿村110kv区域变电站35kv侧。
设备安装容量为16749kw,其中工作容量为14687kw.
35kv侧计算负荷：
有功功率P=11179kw;无功功率Q=3354.5kVar;视在功率S=11672kVA。
选矿厂年总耗电量4217.95万kW.h;单位产品耗电量18.02kW.h/t矿石。
高压配电线路及高压电动机采用6kV。
选厂低压电动设备和照明采用380/220V中性点直接接地系统。
检查安全照明电压采用24V。
选矿厂主要生产设备采用PLC可编程序控制器控制和机旁手动控制。
1.9.6给排水
生产薪水取自选矿厂南侧的星干河，取水量不小于200m³/h。
生产新水由水泵提升送至选矿厂北侧山上1000m³生产、消防高位水池。
尾矿浓缩后溢流水和尾矿库回水自流至循环水泵站吸水池，经循环水泵站浊环水泵加压后送至选矿厂各生产用水点。
设备冷却回水进入循环水泵站水封水池，经水封泵加压后作为水封水拱选矿厂设备使用水。
选矿厂总用水量：
2363.1m³/h,其中：
新水用水量为162.05m³/h，环水用水量为2201.05.6m³/h。
1.9.7暖通
各车间采暖管道为明装，上供下回。
散热器为明装或半暗装。
非生产厂房散热器采用四柱760型铸铁散热器。
粗破碎车间、中细碎车间、筛分车间、磨矿仓等处选用ZC型回转反吹风扁袋除尘器除尘，对废石仓及1号转运站除尘选用PL-/B型机械振打布袋尘机组。
2种除尘器净化效率均达到99%。
1.9.8热力
采暖设计热负荷为5.47MW；浴室及食堂用热0.5t/h蒸汽。
在选矿厂区建设一座锅炉房，设2台DZL2.8-0.7/95/70-AⅡ立式蒸汽锅炉，常年供浴室及食堂用蒸汽。
1.10基建工程量及建设进度
1.10.1基建工程量
选矿厂以及相关水、电、热力、采暖、通风等公用辅助基本建设，建筑面积19452㎡，道路及场地铺砌面积21342㎡，选矿厂土石方（填方）240000m³。
1.10.2建设进度安排
根据就建设进度计划安排，2008年下半年开工建设，2009年上半年建成投产。
1.11劳动定员与劳动生产率
选厂劳动定员为273人，其中生产工人251人，管理服务人员为22人。
选矿全员劳动生产率8571t矿石/人a，选矿工人劳动生产率9323t矿石/人a。
1.12工程概算
岔沟铁矿选矿厂工程的初步设计概算总投资为23991万元，其中工程费用20855万元，其他费用1809万元，预备费用1327万元。
1.13财务评价
该新建工程实施，需要投入总资金25895万元，年处理矿石量234万t,年产铁精粉50.08万t，年营业收入为45073万元，项目投机部收益为42.13%，投资回收期年3.42a（含建设期1a），项目盈利能力显著，因此，在财务上是可行的，建议尽快建设。
1.14主要技术经济指标
主要技术经济指标见表1-3。
表1-3主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
原矿处理产量
万t/a
234
原矿采出品位（TFe）
%
27.52
精矿品位（TFe）
%
63
精矿产量
万t/a
50.08
选矿比
t/t
4.67
2
总耗电量
万kw.h/a
4218
单位耗电量
Kw.h/原矿
18.02
3
新水耗电量
m³/h
162.05
单位耗水量
m³/t.原矿
0.55
环水利用率
%
93.14
4
估算总投资
万元
23991
其中：
建设投资
万元
20854
5
财务评价
选矿加工费
元/t矿石
50.9
精矿成本及费用
元/t精矿
649
计算年
精矿售价
元/t精矿
900
利润总额
万元
12476
计算年
税后利润
万元
9357
计算年
财务净现值
万元
47513
（ic=12%）
投资回收期
a
3.42
（含建设期）
财务部收益率
%
42.13
总投资收益率
%
48.24
生产期平均
资本金净利润率
%
36.18
生产期平均
2选矿
2.1供矿条件
2.1.1矿山供矿条件
矿山开采方式前期为露天开采，后期转为地下开采，采出的矿石经汽车运至选矿厂原矿仓附近的原矿石堆场。
废石混入率：
7%（参考栅栏杖子铁矿确定）
原矿石品位：
TFe27.52%（参考栅栏杖子铁矿确定）
原矿石粒度：
750~0mm
2.1.2矿石性质
岔沟铁矿矿体式栅栏杖子铁矿矿体的东沿部分，甲方目前未提供必要的地质报告及选矿试验报告。
根据甲方要求，本次设计参照栅栏杖子铁矿现有的生产实践作为设计依据。
栅栏杖子铁矿矿石属沉积变质铁矿床。
矿石类型以原生的磁铁石英为主，矿石中主要金属矿物为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和少量磁黄铁矿，非金属矿物主要为角闪石、石英和少量绿泥石。
原矿光谱分析结构见表2-1。
原矿多元素分析结构见表2-2。
表2-1原矿光谱分析结果
元素
Zn
Pb
Mn
Ni
Ti
Mo
V
B
含量（10-6）
45
10
2000
20
100
2
10
15
表2-2原矿多元素分析结果表
成分
TFe
Au
Mn
Cu
Pb
Ni
Zn
TiO2
S
P
烧失量
含量（%）
31.01
0
0.122
0.014
0.0618
0.0056
0.0031
0.025
0.03
0.051
2.23
原矿多元素分析结果可以看出，除铁元素外，其他元素含量均很低，没有利用价值。
原矿中主要矿物组合成及体积百分含量见表2-3。
表2-3主要矿物组成及体积百分含量表
金属矿物
非金属矿物
磁铁矿
赤铁矿
褐铁矿
磁黄铁矿
角闪石
石英
绿泥石
12~18
1~2
2~3
0~1
38~43
35~40
2~3
2.1.3主要矿物嵌布特征（摘自栅栏杖子铁矿选矿试验报告）
磁铁矿：
主要含铁矿物和矿石物，多呈它形粒状，嵌布粒度很不均匀，一般为0.002~0.156mm，以细粒为主。
矿石具典型条带状构造，局部磁铁矿多呈浸染状分布于脉石矿物中。
嵌布类型以包裹型为主，部分呈部规则毗连型。
前者主要表现为磁铁矿呈细粒包裹于石英、绿泥石等脉石矿物中，部分表现为较粗粒磁铁矿中包裹有它形石英颗粒；后者较粗粒磁铁矿，与角闪石等脉石矿物毗连镶嵌。
大多数磁铁矿颗粒中均有条状赤铁矿分布。
赤铁矿：
多呈细条装分布于磁铁矿颗粒中，部分呈磁铁矿晶形形成假象赤铁矿。
褐铁矿：
多呈它形分布于石英颗粒间，部分呈鲕状集中分布。
嵌布粒度一般为0.013~0.104mm，多与石英灯脉石矿物规则毗连镶嵌。
磁黄铁矿：
分布不均匀，含量较少。
多呈星点状或乳滴状分布于磁铁矿中，粒度一般为0.0052~0.0208mm。
角闪石：
主要脉石矿物之一，属于硅酸铁矿物质。
多呈细小长柱状集合体带状分布。
嵌布粒度一般为0.013~0.046mm。
多与磁铁矿部规则毗连镶嵌，部分呈包裹型镶嵌。
石英：
主要脉石矿物之一。
多呈它形细粒集合体，嵌布粒度较粗，一般为0.026~0.58mm，最大可达0.8mm。
多呈条带状与磁铁矿和角闪石相间分布。
石英部多包裹有细小粒状磁铁矿，呈包裹型镶嵌，部分颗粒与磁铁矿毗连镶嵌。
绿泥石含量较少，多分布与角闪石颗粒边缘。
2.1.4原矿铁物相分析见表2-4。
表2-4原矿铁物相分析表
项目
磁铁矿、磁黄铁矿
菱铁矿
赤、褐铁矿
硫化铁
硅酸铁
全铁
铁元素含量（%）
16.78
0.43
5.02
0.94
7.58
30.75
铁元素分布率（%）
54.78
1.40
16.32
3.06
24.65
100
2.1.5矿石的物理性能
矿石密度：
ρ=3.31t/m³（摘自栅栏杖子铁矿选矿试验报告）。
2.2选矿厂设计规模及工作制度与矿山开采、运输工作制度相同，采用连续工作制，见表2-5。
表2-5选矿厂工作制度一览表
序号
容
破碎系统
磨选车间
1
年工作天数
330
330
2
每天工作班数
3
3
3
每班设备运转小时数
6
8
4
设备年工作小时数
5940
7920
5
设备作业率
67.8
90.4
2.3栅栏杖子铁矿生产实践
2.3.1现有工艺流程
（1）破碎筛分采用三段一闭路、粉矿干选工艺流程。
（2）磨矿选别采用三段一闭路磨矿工艺流程，阶段磨矿、阶段选别。
2.3.2主要技术指标见表2-6。
表2-6栅栏杖子铁矿选矿厂主要技术指标
产品名称
全铁品位（%）
铁回收率（%）
产率（%）
原矿
27.52
100
100
干选废石
17.84
3.89
6
磁选尾矿
17.86
47.11
72.6
铁精矿
63
49
21.4
2.4设计流程与产品方案
2.4.1设计流程
岔沟铁矿矿体是栅栏杖子铁矿矿体的东沿部分，甲方目前未提必要的地质报告及选矿试验报告。
根据甲方要求，本次设计参照栅栏杖子铁矿现有的生产实践作为设计依据。
设计推荐破碎筛分系统采用三段一闭路破碎机、粉矿干选工艺流程（破碎工艺原则流程见图1）；磨选系统采用三段闭路磨矿、四段磁选、磁选柱工艺流程（选别工艺原则流程见图2）。
图1破碎工艺原则流程
图2选别工艺原则流程
2.4.2产品方案
岔沟铁矿选矿厂最终产品为单一磁铁精矿，铁精矿产量50.08万t/a，铁精矿品位TFe63％。
主要产品技术指标见表2-7。
表2-7主要产品技术指标
产品名称
全铁品位（%）
全铁回收率（%）
产率（%）
产量（万t/a）
原矿
27.5
100
100
234
精矿
63
49
21.4
50.08
干选废矿
17.87
7.79
12
28.08
磁选尾矿
8.59
43.21
66.6
155.84
选矿比
4.67
2.5主要工艺设备选择计算
2.5.1粗破碎
拟选用PEF0912型颚式破碎机。
破碎机最大给料粒度：
D=750mm；
流程量：
Q0=393.94t/h；
给料粒度：
Dmax=750mm;
产品粒度：
dmax=240mm;
破碎机排矿口宽度：
e=dmax/z=240/1.6=150（取e=150mm）
破碎机单位排矿口的处理量：
q0=1.30t/mm.h
破碎机实际处理量Q=K1K2K3K4q0e
K1=1.0----矿石可碎性系数
K2=ρ0/2.7=3.31/2.7=1.226----矿石密度修正系数
ρ0=3.31t/m³----密度（参照栅栏杖子）
K3=1.23----给矿粒度修正系数（Dmax=750/900=0.833）
B=900mm-破碎机给矿口宽度
K4=1.0----水分修正系数
Q1=1.0x1.226x1.23x1.0x1.3x150=294.06t/h
台数:
n=Q0/Q
=393.94/294.06=1.34
设计选用2台PEF0912型复摆式颚式破碎机。
设备负荷率：
η=1.34/2=67%
2.5.2给料设备
拟选用1500×8000重型板式给料机（履带链）。
最大生产能力：
180-220t/h。
给料速度：
0.026-0.08m/s
电机功率：
22kw
设备总重：
45.96t
特点：
链板装置驱动采用履带链，输送过程中部漏粉料。
设计选用2台1500×8000重型板式给料机。
2.5.3中碎
拟选用西蒙斯S240B标准圆锥破碎机。
流程量：
Q0=393.94t/h；
给料粒度：
Dmax=240-0mm;
产品粒度：
dmax=68-0mm;
破碎机排料中最大相对粒度系数：
Z=1.9
破碎机排矿口宽度：
e=d/Z=68/1.9=35.79（取e=36mm）
破碎机单位排矿口的处理量：
q=14.5t/mm.h）
破碎机实际处理量：
Q=K1K2K3K4qe
K1=1.0----矿石可碎性系数
K2=ρ0/2.7=3.31/2.7=1.226----矿石密度修正系数
ρ0=3.31t/m³----密度（参照栅栏杖子）
K3=0.95----给矿粒度修正系数（e/B=150/241=0.622）
B=241mm-破碎机给矿口宽度
K4=1.0----水分修正系数
Q1=1.0x1.226x0.95x1.0x14.5x36=607.97t/h
台数:
n=Q0/Q
=393.94/607.97=0.65台
设计选用1台西蒙斯S240B标准圆锥破碎机。
设备负荷率：
η=0.65/1=65%。
2.54细碎
拟选用西蒙斯S240D短头圆锥破碎机。
流程量：
Q0=472.73t/h；
给料粒度：
Dmax=68-0mm;
产品粒度：
dmax=15-0mm;
破碎机排矿口宽度：
e=0.8d=0.8/15=12（取e=10mm）
破碎机单位排矿口的处理量：
q=24t/mm.h）
破碎机实际处理量：
Q=KCK1K2K3K4qe
KC=1.2----给矿粒度变细系数
K1=1.0----矿石可碎性系数
K2=ρ0/1.6=3.31/2.7=1.226----矿石密度修正系数
ρ0=3.31t/m³----密度（参照栅栏杖子）
K3=1.12----给矿粒度修正系数（e/B=10/89=0.11）
B=89mm-破碎机给矿口宽度
K4=1.0----水分修正系数
Q1=1.2x1.226x1.12x1.0x24x10=395.46t/h
台数:
n=Q0/Q
=3472.73/395.46=1.2台
设计选用2台西蒙斯S240D短头圆锥破碎机。
设备负荷率：
η=1.2/2=60%。
2.5.5筛分
拟选用2YAH2460圆振动筛（注：
双层筛当单层筛用）。
流程量：
Q0=866.67t/h；
实际处理量：
Q=ΦFVρK1K2K3K4K5K6K7K8
Φ=0.8----振动筛有效筛分面积系数
F=14.4㎡----振动筛筛网面积
V=23.1m³/㎡.h----单位筛分面积的平均容积处理量
ρ=3.31/1.5=2.21t/m³----物料松散密度
K1=0.75----细粒影响系数（β-7=24%）（暂停）
K2=1.15----粗粒影响系数（β+14=44%）（暂停）
K3=（100-85）/8=1.875----筛分效率系数
K4=1.0----物料颗粒影响系数
K5=1.0----物料湿度影响系数
K6=1.0----筛分方法影响系数
K7=1.0----筛子运动参数影响系数
（2rn=2x708x9.5=13452mm.r/min）
K8=0.85----筛孔形状影响系数
Q=0.8x14.4x23.1x2.21x0.75x1.15x1.875x1.0x1.0x1.0x1.0x0.85=937.296t/h
台数:
n=Q0/Q
=866.67/937.296=0.92台
设计选用2台2YAH2460圆振动筛。
设备负荷率：
η=0.92/2=46%。
2.56一段磨矿
拟选用Φ2.7×3.6格子型球磨机
设备能力：
Q=Vq/（βd2-βd1）
式中：
V=18.5m³----球磨机有效容积
βd1=6％----给矿中-200目含量
βd2=52％----产品中-200目含量
q=2.16t/m³.h（参照栅栏杖子）
Q=18.5×2.16/（0.52-0.06）=86.87t/台.h
流程量：
Q0=260t/h；
台数:
n=Q0/Q=260/86.87=2.99台
选用4台Φ2.7×3.6格子型球磨机，
设备负荷率：
η=3.0/4=74
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