湖南黄沙坪铅锌矿45万吨年铁多金属矿综合利用工程选矿厂初步设计说明书.docx
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湖南黄沙坪铅锌矿45万吨年铁多金属矿综合利用工程选矿厂初步设计说明书
湖南黄沙坪铅锌矿45万吨/年
铁（多金属）矿综合利用工程-选矿厂
初步设计
工程代号：
HC04G08C
化工部长沙设计研究院
二○○四年九月
湖南黄沙坪铅锌矿45万吨/年
铁（多金属）矿综合利用工程-选矿厂
初步设计
（合订本）
工程代号：
HC04G08C
第一卷第二卷
说明书概算书
院长；庞小琳
主管副院长：
魏业秋
总工程师：
刘小力
项目负责人：
牛光会
解键民
化工部长沙设计研究院
二○○四年九月
初步设计文件总目录
卷号
设计文件名称
库号
第一卷
设计说明书及主要设备材料表
第二卷
概算书
第三卷
附图
第一卷
说明书
第一卷说明书
1总论1
1.1地理交通位置及企业概况1
1.2设计依据2
1.3设计范围2
1.4设计指导思想及原则3
1.5建设条件3
1.6主要建设方案7
1.7项目实施计划10
1.8主要经济指标13
1.9项目评价13
2技术经济14
2.1项目综合技术经济指标14
2.2企业组织机构、工作制度及劳动定员17
2.3项目投资及资金筹措19
2.4产品成本计算20
3选矿工艺３０
3.1矿石性质及供矿条件３０
3.2选矿试验３２
3.3设计流程和指标３６
3.4工艺设备选择与计算40
3.5药剂设施45
3.6选厂辅助设施46
3.7生产车间组成及工艺过程47
3.8取样、检测和计量48
4总图运输49
4.1矿区概况49
4.2总体布置50
4.3总平面及竖向布置51
4.4运输52
5尾矿设施53
5.1尾矿输送53
5.2尾矿库54
5.3洪水计算56
5.4排洪构筑物设计57
5.5初期坝设计58
5.6后期尾矿堆积坝设计59
5.7结论60
5.8存在问题及建议60
6给排水62
6.1设计依据62
6.2设计范围62
6.3给水62
6.4排水65
6.5给排水管道及卫生设备66
6.6附表及附图66
7消防68
7.1设计依据68
7.2消防用水量68
7.3消防给水系统68
7.4建筑灭火器配置68
8通风除尘69
8.1设计依据69
8.2设计范围69
8.3通风69
8.4除尘69
9供电及通信70
9.3主要设备材料73
10土建81
10.1概述81
10.2地区建筑状况81
10.3施工单位技术条件81
10.4主要建筑结构形式的选择82
10.5建构筑物特征一览表82
10.6主要建筑材料82
11机修86
12环境保护87
12.1设计依据及采用的环保标准87
12.2主要污染源及治理措施87
12.3环保投资估算89
13安全与工业卫生90
13.1设计依据及采用的主要规范与标准90
13.2主要自然危害因素及防范措施90
13.3生产过程中危险、有害因素及主要防范措施91
14节能93
附表1工艺设备明细表94
附表2尾矿输送设备明细表96
附表3维修站设备明细表96
附表4给排水设备明细表97
附表5通风设备明细表97
附表6电气主要设备材料表98
参加设计工作人员名单99
1总论
1.1地理交通位置及企业概况
1.1.1地理交通位置
黄沙坪铅锌矿位于湖南省桂阳县黄沙坪镇,地理坐标东经112°41′42″,北纬25°39′31″。
矿区东至桂阳县城10km，距郴州市45km，有高等级公路相通，交通便利。
矿区地势平坦开阔，属丘陵地带。
山峰高度大都在海拔300m左右。
矿区主峰宝岭，海拔标高564.55m，矿区总面积4.5km²。
1.1.2企业概况及选矿厂组成
1.1.2.1企业概况
黄沙坪铅锌矿于1966年末建成，设计规模年处理原矿33万吨。
建有采矿、选矿、机修、汽运，自备电厂（688×2kw）以及供电、供水等生产主、辅设施及完善的生活福利设施。
1980年扩建，1985年建成投产。
矿山生产规模达到49.5万吨/年。
1999年开始建设中深部探矿与开拓工程，2002年建成投产。
铅锌系统现有生产能力为1500t/d，设备生产能力核定为1800t/d。
现年产铅锌精矿含金属量4万吨左右。
矿山为平窿盲竖井开拓，中央抽出—两翼对角式通风。
矿山外部运输为公路运输，精矿用汽车运到郴州转运站装火车外运。
矿山现有职工3000多人。
矿山供电主要由郴州电业局电网供应，用35kV两回路向黄沙坪供电，黄沙坪矿区总降压站装有10000kVA、5600kVA变压器各一台。
矿山目前最大用电负荷8000KVA左右。
矿区水资源相对贫乏，地表水系发育较差，只有东西两条溪流，西溪靠近矿区边缘，距工业矿体450m左右；东溪距南部铁矿较近，呈北东向。
贯全矿区。
最大流量4455L/s。
矿区地下水补给来源主要是大气降水。
1.1.2.2铁矿选矿厂组织形式及劳动定员
铁矿选矿厂为黄沙坪铅锌矿以股份制形式组建的二级法人单位，采用厂、车间两级管理模式。
选矿厂下设综合部、市场部、质检部、原矿准备车间、选矿车间、精矿车间、尾矿车间及维修站等组织。
劳动定员88人，其中生产人员80人，非生产人员8人。
1.2设计依据
1）化工部长沙设计研究院与湖南黄沙坪铅锌矿签订的铁（多金属）矿选矿厂工程设计合同；
2）湖南有色金属总公司《关于湖南黄沙坪铅锌矿铁（多金属）矿综合利用工程可行性研究报告的批复》
3）长沙有色冶金设计研究院和湖南黄沙坪铅锌矿联合编制的《湖南黄沙坪铅锌矿铁（多金属）矿综合利用工程可行性研究报告》；
4）湖南冶金研究所《黄沙坪铁矿可选性试验报告》1975年9月；
5）湖南冶金研究所《黄沙坪铁矿磁选尾矿综合回收萤石试验报告》；
6）湖南冶金研究所《黄沙坪铁矿磁选尾矿综合回收萤石补充试验报告》1979年9月；
7）湖南冶金研究所《黄沙坪铁矿一号矿体选矿流程试验报告》1978年3月；
8）设计人员在现场收集的其它相关资料。
1.3设计范围
设计范围包括矿石出窿后破碎、磨矿、选别、产品脱水、尾矿输送、尾矿库等主要生产装置及辅助设施的工艺及与之相配套土建、供水、供电、总图运输、尾矿输送、水工、环保等专业设计，同时对整个选矿工程进行投资概算和经济评价以及配合矿山有关专业进行斜井卷扬机房、原矿运输高架式窄轨铁路的土建工程设计。
1.4设计指导思想及原则
1）黄沙坪铁矿为低磷低硫易选贫磁铁矿，伴生有萤石、钨钼等多种可供综合利用的有用组分，项目的经济效益在很大程度上取决于综合利用效果，因此，在设计过程中对多金属的综合回收应给于足够的重视。
2）由于选矿试验对钨和萤石的综合利用研究缺乏足够的深度，设计对多金属的综合回收本着统一规划，分步实施的原则，分两期进行建设。
一期工程以选铁为主，综合回收钼和铋；二期工程回收钨和萤石。
设计在进行设备、厂房和有关设施总体布局时应对整个工程通盘考虑。
3）铁矿选矿工程依托铅锌矿进行建设，设计对现有设施及条件应充分利用，以节省投资，降低工程造价。
4）本工程采用了建设单位工艺专业人员参与设计的联合设计模式，设计过程中双方应加强沟通，发挥各自的优势，密切配合，确保设计意图的实现。
5）矿区所在地水资源相对贫乏，工艺废水应尽可能回用，原则上应实现废水零排放。
1.5建设条件
1.5.1资源条件及矿石性质
1.5.1.1资源条件
铁矿床为岩浆期后接触交代矽卡岩型气化—高温热液磁铁矿矿床，为第Ⅲ勘探类型。
湖南冶金238地质队于1978年提交了《黄沙坪矿区南部铁矿地质勘探报告》，共探明铁矿石储量（表内）B+C+D级2093.50万吨。
经过核查，将273m标高以上已划归地方民采的储量剔除后273m以下的实际保有铁矿石储量（表内）B+C+D级:
1803.20万吨。
其中：
B级：
122.30万吨
C级：
247.10万吨
B+C级：
369.40万吨
D级：
1433.80万吨
品位：
B+C+D级：
TFe29.77%CaF214.72%
其中：
B级：
TFe30.24%CaF212.91%
C级：
TFe28.66%CaF215.86%
B+C级TFe29.19%CaF214.88%
D级：
TFe29.91%CaF214.68%
矿石中还伴生有钨、钼、铋和萤石等有用元素，可以综合回收利用。
矿区水文地质条件较为简单，矿山多年开采实践证明，矿坑涌水量有限。
但矿区西部有梓门桥组白云质灰岩构成的含水层，民采管理较乱，有采穿含水层的潜在危险，虽离铁矿较远，但在将来的过程中也应给予足够的重视。
本区铁矿石属低磷、低硫易选贫磁铁矿。
1.5.1.2矿石性质
本区铁矿石属低磷、低硫易选贫磁铁矿。
铁矿石中伴生有萤石、钨、钼、铋、锡多种可供综合利用的有用组分。
另有矽卡岩型钨钼多金属矿床与铁矿床共生。
设计入选原矿品位：
Fe27.20%、Mo0.15%、Bi0.06%。
一号矿体群主要有三种矿石类型：
（1）含石英脉石榴石钙铁辉石条带状磁铁矿；
（2）石榴石钙铁辉石块状磁铁矿；（3）石榴石浸染磁铁矿。
矿石中金属矿物以磁铁矿为主，少量白钨矿、辉钼矿、辉鉍矿、自然鉍、白铁矿、褐铁矿等。
非金属矿物以萤石、钙铁榴石、透辉石等为主。
磁铁矿呈条纹状、细脉状产出。
磁铁矿在矿石中的嵌布粒度为0.02～0.2mm，属细粒状嵌布的矿石，也常见磁铁矿沿萤石间隙充填交代，或包裹萤石。
萤石呈不规则细粒状、浸染状分布于各种矿石中，在矿化阶段均有析出，粒度一般小于0.45mm,萤石主要与辉石类矿物,石榴石、磁铁矿紧密共生，也常与石英、长石组成细脉。
矿石硬度f为16～19，矿石比重3.557t/m3，矿石堆比重2.40t/m3。
1.5.2选矿试验
1.5.2.1试样代表性
黄沙坪铁矿已探明的储量分布在五个矿体群，选矿试样取自前期主要开采对象一号矿体群。
从物质组成、矿物特性及主要组分含量等方面分析，矿样具有一定的代表性。
1.5.2.2选矿试验成果
黄沙坪铅锌矿于1975年和1978年先后委托湖南冶金研究所对其铁矿石进行了可选性和试验室流程试验，提交了《黄沙坪铁矿可选性试验报告》、《黄沙坪铁矿一号矿体流程选矿试验报告》、《黄沙坪铁矿磁选尾矿综合回收萤石试验报告》、《黄沙坪铁矿磁选尾矿综合回收萤石补充试验报告》。
2003年又委托该所对钨、钼、铋等多金属矿进行了可选性试验研究，提交了《黄沙坪铅锌矿钨钼铋多金属矿选矿工艺矿物学及可行性研究报告》。
1.5.2.2选矿试验评价
通过对上述选矿试验报告的分析,在现有的资料和技术条件下可以得出如下基本结论:
1）黄沙坪铁矿石属嵌布较细的低磷、低硫易选贫磁铁矿，选矿工艺流程简单，选别指标稳定，采用单一磁选方法即可得到优质铁精矿。
2）多金属矿物钼和铋可浮性较好，分离容易，只要入选品位达到要求，采用常规浮选工艺，可获得合格的钼精矿和铋精矿产品。
3）钨和萤石等有用矿物的回收工艺比较复杂，技术上有一定的难度，试验研究工作缺乏足够的深度，应用于工业化生产尚存在一定的差距。
基于以上三点，现有的铁矿选矿试验资料可作为本阶段设计依据；钼和铋的试验资料虽然还存在一些技术问题，但对设计仍然具有一定的指导和参考作用，本着积极稳妥、逐步到位的原则，设计考虑对钼和铋进行回收；钨和萤石的回收放到二期工程中去解决。
1.5.3供水
选矿生产日用水量11000m3左右,其中回水80%以上，日补充新水2500m3左右，全部由矿坑水净化处理站供给。
少量清洁用水由现有生活水供水系统调剂解决。
水源有保障。
1.5.4供电
黄沙坪矿区现有35kV区域变电所一座,安装有5600kVA、10000kVA变压器各一台。
同时矿区还建有自备发电厂一座，安装有688kW柴油发电机两台。
现铅锌矿及矿区最大负荷约8000kW，铁选矿厂新增负荷3218kW,现有变压器容量完全可以满足新建项目的供电要求。
1.5.5交通条件
黄沙坪铅锌矿位于湖南省桂阳县黄沙坪镇，矿区距桂阳县城10km,距京广线郴州站45km,矿区至郴州市有高等级公路相通，交通方便。
1.5.6其它条件
黄沙坪铅锌矿是一个有着三十多年矿史的国内知名矿山,已形成一整套从事管理、生产、销售的专业化队伍和技术骨干队伍，能确保项目的顺利实施；同时还形成了较为完善的生产、生活福利设施，可有效地降低工程造价。
工程所需建筑材料除钢材外其余均可就地采购；当地施工及安装队伍的技术水平完全满足工程建设的要求。
1.6主要建设方案
1.6.1设计概况
1）设计规模：
45万吨/年，其中铁矿石35吨/年；多金属矿石10万吨/年。
2）设计服务年限：
20年。
3）工作制度
生产车间作业时间：
300天/年、3班/天、8小时/班；
设备运转时间：
破碎系统：
300天/年、3班/天、5小时/班；
其他设备：
300天/年、3班/天、8小时/班。
4）产品方案：
一期工程以铁为主，综合回收钼和铋，生产铁、钼、铋三种精矿；二期工程增加回收钨和萤石两种精矿产品。
铁精矿设计品位62.00%，回收率70.00%；钼精矿品位46.00%,回收率77.89%；铋精矿品位35.00%,回收率40.25%。
1.6.2厂址方案
通过现场实地勘查并结合可行性研究报告的推荐意见，铁选矿厂厂址选定在新斜井南侧的坡地上,占地面积69ha。
1.6.3供电方案
铁选矿厂变电所高压供电由坑口配电所引出的架空线路T接,总降压站靠近选矿厂主负荷布置。
自磨机和球磨机为6kV高压电机,在控制室设密封式高压开关柜供电；选矿厂低压负荷另设一台变压器，用电缆以低压方式向用电设备供电。
为了保证正常生产,对重要生产车间和场所,采用引自电源侧不同母线段的双回路供电方式。
1.6.4供水方案
选矿厂补充水源主要来自净化处理后的矿坑水。
设计考虑在矿坑水净化处理站旁绝对标高370m左右的高程上新建一座4000m3高位水池，净化处理后的矿坑水自流入高位水池，所有工艺回水汇集于回水沉淀池澄清后也泵入同一高位水池，再以自流方式向选矿厂用水点供水。
药剂制备间、磨机润滑站及车间洗手池等处所需清洁水在380m高程上另建一座100m3高位水池自流供水。
1.6.5选矿工艺方案
井下矿石出窿后，用侧卸式矿车经窄轨铁路送入粗碎矿仓，粗碎产品由带式输送机送入粉矿仓。
然后进入磨矿系统经两段磨矿后进行多金属矿混合浮选，混合浮选精矿用浮选方法进行钼铋分离，得到钼精矿、铋精矿和硫中矿；尾矿经过磁选得到铁精矿。
实施一期工程时磁选尾矿即选矿厂最终尾矿，用砂泵送入尾矿库贮存。
尾矿库溢流井排水送入铅锌选矿厂循环使用。
需要指出的是，由于试验深度的原因，硫中矿本次设计暂作为尾矿排放，在将来是否回收应根据其硫及铅、锌等多金属的含量再行确定处理方案。
1.6.6尾矿设施方案
1.6.6.1尾矿输送
选矿厂尾矿经φ30m浓缩池浓缩后，溢流自流入回水沉淀池，底流矿浆经尾矿加压泵送至尾矿库，尾矿输送管选用2条DN150的HDPE管（1用1备），输送距离约4500m。
计算输送扬程120m,选用100ZGB（P）型渣浆泵4台，分2组，每组2台串联使用，1组工作，1组备用，尾矿输送管出铁选矿厂界区后沿原有铅锌选矿厂运矿窄轨铁路架设，穿过铅锌选矿厂后，沿山体等高线进入尾矿库。
1.6.6.2尾矿库
尾矿库选择在水泥厂北面的无名山冲，与选矿厂水平距离3000m，最终堆积标高确定为326m。
总库容约351.51万立方米，有效库容290.26万立方米，服务年限16年。
初级坝由1号主坝和2、3号副坝3个坝体组成，初级坝采用透水堆石坝坝形，1号主坝坝顶标高300m，坝高15m；2号副坝坝顶标高300m，坝高5m；3号副坝坝顶标高310m，坝高6m。
1.6.7总图运输方案
本工程在充分利用原有设施的前提下，新建选矿工业设施集中布置在新斜井南侧坡地上,破碎后的矿石用带式输送机一次送入作业最高点,然后按作业顺序顺流而下。
总降压站靠近选矿厂主负荷布置。
尾矿库布置在水泥厂北面的无名山冲，尾矿输送管道沿铅锌矿原矿窄轨运输道架设。
精矿采用抓斗装车汽车外运方案。
1.6.8环境保护方案
本工程污染源主要有破碎作业及矿石运输卸、排料点产生的粉尘、破碎和磨矿作业噪声、含浮选药剂的选矿工业废水、尾砂扬尘及施工过程中揭露的新鲜浮土等。
设计对主要产尘点采用湿式喷雾方法降尘；噪声防治以设置隔声操作室为主，辅之以防噪耳塞等劳动防护措施；工业废水全部循环使用，原则上实现废水零排放；尾砂扬尘采用喷水润湿和植背护坡相结合的办法进行治理；对岩土裸露的工业场地进行植被和绿化，不遗留环境保护问题。
1.7项目实施计划
1.7.1项目建设内容
本工程建设内容按功能划分为三个主项,即原矿运输系统,主要由斜井卷扬机房和原矿运输窄轨铁路组成；选矿厂主体工程，包括粗碎站、磨选车间、精矿车间、回水沉淀池及药剂制备间等；尾矿设施，由尾矿输送系统、尾矿库工程及尾矿库回水设施等建设内容组成。
1.7.2设计进度安排
本工程2004年10月完成初步设计,2004年12月完成施工图设计,
2004年11月中旬开工建设,施工图设计与基建施工交叉进行，施工图设计文件根据项目建设进度安排分期分批提交。
1.7.3建设进度安排
本工程从批准开工之日起，建设周期安排12个月。
单项工程进度计划见表1-1
序号
时间
项目月
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
窄轨铁路及卷扬机房
2
粗碎站
3
磨选车间
4
精矿车间
5
回水沉淀池及高位水池
6
尾矿输送工程
7
尾矿库及回水泵房
8
材料仓库及维修站
9
试车
表1—1单项工程施工进度计划表
1.8主要经济指标
1.8.1总概算
报批总投资:
5160.46万元；
其中:
建设投资:
4867.19万元；
铺底流动资金:
293.26万元。
1.8.2财务评价指标
项目建成后销售收入:
6660.00万元/年；
年平均总成本费用:
4846.28万元；
年平均利润总额:
990.36万元；
年平均所得税后利润:
663.54万元；
投资利润率:
16.94%；
投资利税率:
31.11%；
财务内部收益率所得税前：
18.94%；
所得税后：
12.77%；
财务净现值（i=10%）所得税前：
2812万元；
所得税后：
889万元；
投资回收期所得税前：
5.35年（含建设期）；
所得税后：
6.86年（含建设期）；
1.9项目评价
黄沙坪铁矿选矿厂的建设适应了我国钢铁工业快速发展的需要，工程建设充分利用现有矿山的有利条件，既节省了投资，又为老矿山的资源接替走出了一条新路。
选矿厂设计规模年处理原矿45万吨，工程建设总投资5160.46万元，项目达产后年实现税后利润663.54万元/年，所得税后财务内部收益率12.77%，投资回收期6.86年，投资利润率16.94%，投资利税率31.11%。
项目技术上可行，经济上合理，总体是可行的。
2技术经济
2.1项目综合技术经济指标
表2-1综合技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数量
备注
一
原矿处理量
万t/a
45.00
其中：
铁矿石
万t/a
35.00
多金属矿石
万t/a
10.00
二
产品数量
铁精矿
万t/a
11.034
钼精矿
t/a
394
铋精矿
t/a
314
三
选矿方法
浮磁联合
四
主要选矿指标
1
原矿品位
铁矿石：
TFe
%
27.20
Mo
%
0.05
Bi
%
0.06
多金属矿石：
TFe
%
8.95
Mo
%
0.15
Bi
%
0.06
2
精矿品位：
铁精矿含Fe
%
62.00
钼精矿含Mo
%
46.00
铋精矿含Bi
%
35.00
3
选矿回收率
铁矿石：
Fe
%
70.00
Mo
%
36.80
Bi
%
38.49
多金属矿石：
Fe
%
20.00
Mo
%
77.89
Bi
%
40.25
4
尾矿品位：
%
铁矿石：
Fe
%
12.06
Mo
%
0.028
Bi
%
0.042
多金属矿石：
Fe
%
7.23
Mo
%
0.011
Bi
%
0.024
0.024
表2-1综合技术经济指标表（续表）
序号
指标名称
单位
数量
备注
五
主要原辅材料消耗量
1
原矿
万t/a
45.00
2
钢球
t/a
810
3
衬板
t/a
90
4
水玻璃
t/a
6
5
硫化钠
t/a
68
6
碳酸钠
t/a
7
SN－9＃
t/a
15
8
黄药
t/a
6
9
硫酸铜
t/a
9
10
丁胺黑药
t/a
9
11
煤油
t/a
23
12
2号油
t/a
9
13
胶带
m2/a
900
六
给排水
1
总用水量
m3/d
10651.30
其中：
新水
m3/d
1716.00
循环水
m3/d
8925.00
2
单位原矿耗水指标
m3/t
7.10
3
回水率
%
83.80
七
尾矿工程
1
尾矿排放浓度
%
25.00
2
尾矿排放量
万t/a
30.40
3
尾矿库有效容积
万m3
290.26
4
尾矿库服务年限
年
17
八
供电
1
设备装机总容量
kW
4078.10
2
设备工作总容量
kW
3558.10
3
计算视在负荷
kW
3292.00
4
年耗电量
k-kWh
1023.41
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