《选矿厂设计》课程授课教案（讲稿）第3讲 生产能力-流程介绍

课程名称：《选矿厂设计》第9周，第3讲次摘要：授课题目（章、节）第四章选矿厂规模的划分与工作制度第五章5.1影响工艺流程选择的因素本讲目的要求及重点难点【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握选工作制度的制定、主要设备年作业率、各车间生产能力的计算，掌握常见的碎磨原则流程，了解选择碎磨流程的影响因素以及生产实例。【重点1工作制度的制定，主要设备年作业率的计算，各车间生产能力的计算，【难点】碎磨原则流程的选择内容【本讲课程的引入】上节课已经讲过，工艺篇是说明书的主要内容，也是选矿专业的主要工作。以后咱们就要对工艺篇中的主要内容进行一一讲解。本节课我们首先学习下选矿厂的规模划分与工作制度，以及介绍下选矿的工艺流程。【本讲课程的内容】第四章选矿厂规模的划分与工作制度4.1选矿厂的规模和服务年限选矿厂的规模和服务年限是相矛盾的。矿石储量一定，规模大则服务年限短，规模小则服务年限大。合理的服务年限应进行比较后再确定。（1）表示方法：处理原矿量（Q），万吨/年、吨/日选矿厂的规模一般用处理原矿石数量表示（习惯上，黑色如铁选厂用年处理原矿量表示；有色如铜选厂用日处理原矿量表示）。因为尽管矿石中有用成分含量和所得精矿量各不相同，但只要处理的原矿量相同，选矿厂便具有大致相同的设备，设施和管理机构。(2）规模划分：见表4.1-1；P15(2) -- (4)由设计任务(3）规模确定：任务书，书和选矿试需要考虑如下因素：验报告提供★矿石储量：规模=矿石储量（吨）*采矿回收率/服务年限

课程名称：《选矿厂设计》 第 9 周 ，第 3 讲次 摘要：授课题目（章、节） 第四章 选矿厂规模的划分与工作制度 第五章 5.1 影响工艺流程选择的因素 本讲目的要求及重点难点 【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握选工作制度的制定、主要设备年作业率、各 车间生产能力的计算，掌握常见的碎磨原则流程，了解选择碎磨流程的影响因素以及生产 实例。 【重 点】工作制度的制定，主要设备年作业率的计算，各车间生产能力的计算， 【难 点】碎磨原则流程的选择 内容 【本讲课程的引入】 上节课已经讲过，工艺篇是说明书的主要内容，也是选矿专业的主要工作。 以后咱们就要对工艺篇中的主要内容进行一一讲解。本节课我们首先学习下选矿 厂的规模划分与工作制度，以及介绍下选矿的工艺流程。 【本讲课程的内容】 第四章 选矿厂规模的划分与工作制度 4.1 选矿厂的规模和服务年限 选矿厂的规模和服务年限是相矛盾的。矿石储量一定,规模大则服务年限短, 规模小则服务年限大。合理的服务年限应进行比较后再确定。 (1)表示方法：处理原矿量（Q），万吨/年、吨/日 选矿厂的规模一般用处理原矿石数量表示（习惯上，黑色如铁选厂用年处理 原矿量表示；有色如铜选厂用日处理原矿量表示）。因为尽管矿石中有用成分含 量和所得精矿量各不相同，但只要处理的原矿量相同，选矿厂便具有大致相同的 设备，设施和管理机构。 (2) 规模划分：见表 4.1-1；P15 (3) 规模确定：任务书， 需要考虑如下因素：  矿石储量： 规模=矿石储量（吨）*采矿回收率/服务年限 （2）-（4） 由设计任务 书和选矿试 验报告提供

服务年限见P15★与采场能力和冶金厂相对应；?国家需求，市场需求，市场调查（有战略眼光）。例如：国家迫切需要的金属或矿物：需要快速回采的矿床（南海石油的开采）；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储量较大的矿山，经上级部门批准可以缩短服务年限。★运输条件，方式，工具；A小型一次建厂，大型分期建，特别是由地下开采的矿山供矿，一般要考虑分期建设，或分系列建成投产的可能性，以便在短期内形成生产能力，尽快发挥投资效果。如福建马坑（股东有紫金矿业与福建天宝矿业集团等五个企业合股）地下开采，矿石品位全铁37%，磁铁33%较高。分两期建厂，一期100万吨/年，二期300万吨/年。又如司家营一期露天600万吨/年，地下100万吨/年，二期露天1500万吨，其中氧化矿400万t/a，磁铁矿1100万t/a。）实验室实验可选性供水供电情况（司家营一期电厂负荷满足二期）小型流程可供水量≥选矿用水量=生产能力*单位原矿耗水量。扩大连续表4.1-1选矿厂规模的划分和服务年限如表所示：（40-200kg/h)服务年半工业黑色金属选矿厂有色金属选矿厂化工矿山选矿厂规模限工业试验类型相当于千吨百万吨/相当于千吨千吨／相当于百万（年）百万吨/年年/天天吨/年/天大型>6>3>1>1>3>2≥200. 6 (0. 9) ~0.2~1中型0.6~21.8~60.6~30.2~1≥1503（磷矿0.3)0.2小型<0.6<1.8<0.2≥10<0.6<0. 6 (0. 9)（磷矿0.3)冶金辅助原料的破碎筛分厂（如铁矿、石灰、白云石、镁砂矿等）得规模划分可根据相应规模的黑色金属选确定规模：锰矿石选矿厂的规模划分可参照有色金属矿选矿厂。4.2选矿厂工作制度和主要设备年作业率选矿厂工作制度：是指年工作天数，日工作班数，班工作小时数。330天=365-法定休息（7）-计划（15）-气候、供矿和供电（10）-意外（3）设备年作业率n：是衡量设备运行时间长短的标志，影响生产率的一个重要因素。n=设备全年实际运转小时数/全年日历小时数（24X×365=8760）×100%常用的工作制度和设备年作业率如表4.2-2所示：表4.2-2工作制度和设备年作业率工作制度作业率折算相当于工作制度统计得到的设工作年工日运班运车间名全年开车年运转备年作业率称制名作天小时数转班转小(%)日数称数数时数-2-

- 2 - 服务年限见 P15  与采场能力和冶金厂相对应；  国家需求，市场需求，市场调查（有战略眼光）。例如：国家迫切需要的金属或矿 物；需要快速回采的矿床（南海石油的开采）；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储量较大的矿山，经上级部门批准可以缩短服务年限。  运输条件，方式，工具；  小型一次建厂，大型分期建，特别是由地下开采的矿山供矿，一般要考虑分期建 设，或分系列建成投产的可能性，以便在短期内形成生产能力，尽快发挥投资效 果。如福建马坑（股东有紫金矿业与福建天宝矿业集团等五个企业合股）地下开 采，矿石品位全铁 37%，磁铁 33%较高。分两期建厂，一期 100 万吨/年，二期 300 万吨/年。又如司家营一期露天 600 万吨/年，地下 100 万吨/年，二期露天 1500 万吨，其中氧化矿 400 万 t/a，磁铁矿 1100 万 t/a。）  供水供电情况（司家营一期电厂负荷满足二期） 可供水量≥选矿用水量=生产能力*单位原矿耗水量。 表 4.1-1 选矿厂规模的划分和服务年限如表所示： 规 模 类型 黑色金属选矿厂 有色金属选矿厂 化工矿山选矿厂 服务年 限 百万吨 / 年 相当于千吨 /天 千 吨 / 天 相当于百万 吨/年 百万吨/年 相当于千吨 /天 （年） 大型 >2 >6 >3 >1 >1 >3 ≥20 中型 0.6～2 1.8～6 0.6～3 0.2～1 0.2～1 (磷矿 0.3) 0.6(0.9)～ 03 ≥15 小型 <0.6 <1.8 <0.6 <0.2 0.2 (磷矿 0.3) <0.6(0.9) ≥10 冶金辅助原料的破碎筛分厂（如铁矿、石灰、白云石、镁砂矿等）得规模划分可 根据相应规模的黑色金属选确定规模；锰矿石选矿厂的规模划分可参照有色金属矿选 矿厂。 4.2 选矿厂工作制度和主要设备年作业率 选矿厂工作制度：是指年工作天数，日工作班数，班工作小时数。 330 天=365-法定休息（7）-计划（15）-气候、供矿和供电（10）-意外（3） 设备年作业率η：是衡量设备运行时间长短的标志，影响生产率的一个重 要因素。 η=设备全年实际运转小时数/全年日历小时数（24×365=8760）×100% 常用的工作制度和设备年作业率如表 4.2-2 所示： 表 4.2-2 工作制度和设备年作业率 车间名 称 工作制度 统计得到的设 备年作业率 （%） 全年开车 小时数 作业率折算相当于工作制度 工作 制名 称 年工 作天 数 年运转 日数 日运 转班 数 班运 转小 时数 实验室实验 可选性 小型流程 扩大连续 （40-200kg/h） 半工业 工业试验

21427124.45306306367226间断30641.92破碎、3064590~3洗矿车3065~652.4~62.885508间4620~连续52.7~67.83305~73652~35940自磨及7440~310~选别车连续36585~90.4307920330间球磨及330~7920~连续36590.4~9238选别8060336精选、5280~3308脱水车连续36560.3~90.42~37920间在制定工作制度时一般要考虑各段工序的衔接，因此：》破碎车间的工作制度应与采矿及运输相一致。>精矿脱水与选别工作制度一致4.3各车间生产能力的确定设计小时处理矿量：0,==TanTan式中：Qh--车间小时处理量，t/h；Qa--车间年处理量，t/a；Qd--车间日处理量，t/d；Ta--年日历小时数，Ta=365*24=8760h；Td--日日历小时数，Ta=24h；Ca-Qa1）对磨矿选别车间，OmT.nTan2）破碎车间：+无洗矿干选时，9磅=9磨Q碎=Q磨+Q洗出+Q选出+有洗矿干选时，=Q磨+被‘脱泥率+Q破‘选废率Qn故①破“1-能泥率—选皮率-3-

- 3 - 破碎、 洗矿车 间 间断 306 306 24.45 41.92 52.4～62.88 2142 3672 4590～ 5508 306 306 306 1 2 3 7 6 5～6 连续 365 52.7～67.8 4620～ 5940 330 2～3 5～7 自磨及 选别车 间 连续 365 85～90.4 7440～ 7920 310～ 330 3 8 球磨及 选别 连续 365 90.4～92 7920～ 8060 330～ 336 3 8 精选、 脱水车 间 连续 365 60.3～90.4 5280～ 7920 330 2～3 8 在制定工作制度时一般要考虑各段工序的衔接，因此： ➢ 破碎车间的工作制度应与采矿及运输相一致。 ➢ 精矿脱水与选别工作制度一致 4.3 各车间生产能力的确定 设计小时处理矿量：  d d a a h T Q T Q Q = = 式中: Qh-车间小时处理量，t/h； Qa-车间年处理量，t/a； Qd-车间日处理量，t/d； Ta-年日历小时数，Ta=365*24=8760h； Td-日日历小时数， Ta=24h； 1）对磨矿选别车间，  d d a a T Q T Q Q磨 = = 2）破碎车间： 无洗矿干选时， Q碎 = Q磨 有洗矿干选时， 磨 破 脱泥率 破 选废率 碎 磨 洗出 选出 = +  +  = + + Q Q Q Q Q Q Q 故  − − = 脱泥率 选废率 磨 破 1   Q Q

3）精矿处理量Ok=Q磨kYk--精矿产率。一般精矿处理能力在流程计算后再确定，各车间生产能力是确定各车间生产设备的重要依据，既要提高设备作业率减少台数，又要留有余地。第五章工艺流程的设计5.1影响工艺流程选择的因素一、工艺流程选择的主要依据（考虑因素）工艺流程设计的依据主要是选矿试验报告，一般选矿试验报告中都推荐一、两套工艺流程。但是推荐的工艺流程对破碎及脱水不做研究，更不会考虑到厂区的地区情况，技术经济条件，用户对产品的需求等。所以设计人员必须考虑类似选厂的资料。故除考虑的矿石性质（含水，含泥，共生关系，特性，比重，成分等），还要考虑矿石性质的D，f，建厂规模，产品方案，建厂条件：水，电等。二、工艺流程选择的总原则设计者必须根据实验推荐流程和生产实践经验等因素统一考虑。但设计人员可以改变此工艺流程（根据是设计人员的资料和经验）。尽量节省投资，降低成本技术先进可靠符合国家政策和规定，如环保总的原则是：三、最终流程的确定投资及回收期生产成本水、电、材料消耗等技术经济比较（局个方案、整体方案）建设周期劳动力和生产成本选矿指标类似选厂，实验报告5.2碎磨流程的选择与计算因此，碎磨作业是选矿的关键作业。并且，破碎筛分和磨矿分级的基建投资和生产费用占选矿工艺总投资和选矿加工费的50-76%。因此，设计者应在进行充分试验、掌握大量生产实践资料的基础上，经过多方案对比后，确定出最佳-4-

- 4 - 3）精矿处理量 k k Q = Q磨  k  -精矿产率。 一般精矿处理能力在流程计算后再确定，各车间生产能力是确定各车间生产设备 的重要依据，既要提高设备作业率减少台数，又要留有余地。 第五章 工艺流程的设计 5.1 影响工艺流程选择的因素 一、工艺流程选择的主要依据（考虑因素） 工艺流程设计的依据主要是选矿试验报告，一般选矿试验报告中都推荐一、 两套工艺流程。但是推荐的工艺流程对破碎及脱水不做研究，更不会考虑到厂区 的地区情况，技术经济条件，用户对产品的需求等。所以设计人员必须考虑类似 选厂的资料。 故除考虑的矿石性质（含水，含泥，共生关系，特性，比重，成分等），还 要考虑矿石性质的 D，f，建厂规模，产品方案，建厂条件：水，电等。 二、工艺流程选择的总原则 设计者必须根据实验推荐流程和生产实践经验等因素统一考虑。但设计人员 可以改变此工艺流程（根据是设计人员的资料和经验）。 总的原则是：      符合国家政策和规定 如环保 技术先进可靠 尽量节省投资，降低成本 , 三、最终流程的确定 技术经济比较（局个方案、整体方案）              类似选厂，实验报告 选矿指标 劳动力和生产成本 建设周期 水、电、材料消耗等 生产成本 投资及回收期 5.2 碎磨流程的选择与计算 因此，碎磨作业是选矿的关键作业。并且，破碎筛分和磨矿分级的基建投资 和生产费用占选矿工艺总投资和选矿加工费的 50-76%。因此，设计者应在进行 充分试验、掌握大量生产实践资料的基础上，经过多方案对比后，确定出最佳

方案。原则流程就是按作业大类表示的流程，不涉及各类作业的细节。如破碎包含各种不同破破碎流程选择的主要因素：碎工艺和设备，但此处只用“破碎”表示国内外应用的碎磨原则流程有：(1)破碎一球磨一（球磨）：破碎可以是1～3段，筛分包含在内；球磨可以是1～3段，分级包含在内。这是最普遍应用的破碎流程。(2)破碎一棒磨一球磨：棒磨具有排矿粒度均匀、过粉碎轻和粗磨（由25~10mm磨至3~1mm）状态下生产率大等优点。自磨会使矿物沿晶此流程可产生的效果是：破碎产品可以放粗，而球磨给矿变细。钨、锡矿易面断裂，碎多采用此流程。实现解离(3)破碎一自磨（一球磨）：自磨的给料粒度为一350mm或再小一些（球磨给矿粒度1015mm）。若原矿粒度大于自磨给料最大粒度，则需加一段破碎；若原矿粒度符合要求，则可不用破碎，此流程可简化破碎工艺。自磨产物粒度较粗，需继续细磨时采用球磨流程。此外：自磨可用“半自磨”或“砾磨”代替，视物料性质而定。在大多数选矿厂中，碎磨流程是投资高、消耗能量大的单元作业，其设备投资占选矿厂全部设备投资的50%以上，能耗则占选矿厂总能耗的60%～70%其中磨矿总能耗将近50%。因此，在选矿厂建设中，降低碎磨流程的投（4）破碎一高压辊磨一球磨：辊压辊磨机是非常可靠的设备，当给料粒度一定时，可以预测出其产品粒度。大量细粒产品和微裂纹已解离或准解离状态的有用矿物比例更高，后续磨矿更容易，有利于改善精矿品位和有用矿物回收率。缺点是：闭路干式筛分作业，筛分前一般需设打散工艺。若在磨矿前增加早抛作业，则湿式磁选尾矿需粗、细分离与分送，工艺流程简化优势不突出，设计时还需充分考虑系统的稳定性。采用：层压粉碎理论。由马钢集团设计研究院有限责任公司设计，在马钢集团南山矿业有限责任公司凹山选矿厂建成投产（以前为凹山铁矿石，矿石品位30以上，现为高村铁矿石，品位19-23%，高压辊磨后+3mm干磁选精矿返回高压辊磨机，尾矿到排土场，-3mm湿式磁选，精矿进磨选，尾矿分级，粗粒级去排土场，细粒级去尾矿库。入破碎的矿石量为700万吨/a，入磨选的为315万吨/a，明显的降低了能耗。“多碎少磨，能丢早丢”。司家营二期也准备采用高压辊磨机。影响碎磨流程选择的主要因素-5

- 5 - 方案。 破碎流程选择的主要因素： 国内外应用的碎磨原则流程有： ⑴破碎—球磨—(球磨)：破碎可以是 1～3 段，筛分包含在内；球磨可以是 1～3 段，分级包含在内。这是最普遍应用的破碎流程。 ⑵破碎—棒磨—球磨：棒磨具有排矿粒度均匀、过粉碎轻和粗磨（由 25～ 10mm 磨至 3～1 ㎜）状态下生产率大等优点。 此流程可产生的效果是：破碎产品可以放粗，而球磨给矿变细。钨、锡矿易 碎多采用此流程。 ⑶破碎—自磨（—球磨）：自磨的给料粒度为－350 ㎜或再小一些(球磨给矿 粒度 10～15mm)。若原矿粒度大于自磨给料最大粒度，则需加一段破碎；若原矿 粒度符合要求，则可不用破碎，此流程可简化破碎工艺。自磨产物粒度较粗，需 继续细磨时采用球磨流程。 此外：自磨可用“半自磨”或“砾磨”代替，视物料性质而定。 （4）破碎—高压辊磨—球磨: 辊压辊磨机是非常可靠的设备，当给料粒度 一定时，可以预测出其产品粒度。大量细粒产品和微裂纹已解离或准解离状态的 有用矿物比例更高，后续磨矿更容易，有利于改善精矿品位和有用矿物回收率。 缺点是：闭路干式筛分作业，筛分前一般需设打散工艺。若在磨矿前增加早抛作 业，则湿式磁选尾矿需粗、细分离与分送，工艺流程简化优势不突出，设计时还 需充分考虑系统的稳定性。采用：层压粉碎理论。由马钢集团设计研究院有限责 任公司设计，在马钢集团南山矿业有限责任公司凹山选矿厂建成投产（以前为凹 山铁矿石，矿石品位 30 以上，现为高村铁矿石，品位 19-23%，高压辊磨后+3mm 干磁选精矿返回高压辊磨机，尾矿到排土场，-3mm 湿式磁选，精矿进磨选，尾 矿分级，粗粒级去排土场，细粒级去尾矿库。入破碎的矿石量为 700 万吨/a,入 磨选的为 315 万吨/a,明显的降低了能耗。“多碎少磨，能丢早丢”。司家营二期 也准备采用高压辊磨机。 影响碎磨流程选择的主要因素 自磨会使 矿物沿晶 面断裂， 实现解离 在大多数选矿厂中，碎磨流程是投资高、消耗能量大的单元作业，其设备投 资占选矿厂全部设备投资的 5 0 ％以上，能耗则占选矿厂总能耗的 60％～ 70％其中磨矿总能耗将近 50%。因此， 在选矿厂建设中， 降低碎磨流程的投 资 原则流程就是按作业大类表示的流程，不涉 及各类作业的细节。如破碎包含各种不同破 碎工艺和设备，但此处只用“破碎”表示

影响破碎流程选择的因素有：>矿石性质：如：铁矿石多采用破碎一球磨或破碎一自磨一球磨流程；非金属有时为防止铁污染多采用破碎一砾磨；钨、锡矿石为防止过粉碎多采用破碎一棒磨等等。》设备性能：每种破碎设备和磨矿设备的给矿粒度都有上限，而排矿粒度有下限。比如：PE400×600额式破碎机给矿粒度上限为350mm（再大给不进），排矿最大粒度下限为55mm（再细做不到）；短头圆锥破碎机破碎最细可达一10mm，再细则效率很低；再如：格子型球磨机不如溢流型球磨机磨得细，但格子型生产率高。能耗与钢耗：碎磨作业是选矿厂是耗能与耗钢最多的作业。耗能即耗电这是因为电机功率大；材料消耗主要是钢球、衬板（胶带运输机托辊和溜槽）等。自磨比球磨钢单位能耗高25%，耗低电耗高。流程方案的投资和生产费用：流程合理的复杂一些，投资会多些，但往7往总成本降低。例如：铁选厂，三段一闭路流程与两段破碎（一段额式破碎机，二段锤式破碎机），虽然是用只对原矿进行颚式破碎机一段破碎后就给入球磨机，破碎投资少，但牺牲了球磨机的效率，不符合多破少磨的原则，总加工成本上升了；当要求磨矿较细时大于-200目含量大于70%，用两段磨比一段磨虽然增加了投资，但磨矿的费用会降低。就破碎设备来讲，式圆锥破碎机与反击式（或锤式）破碎机比，前者钢耗低但电耗高；综合上述各点可知：选择碎磨流程要综合考虑各种因素，以低成本、高效率、少投资为目标进行方案对比后确定。【本讲课程的小结】本讲主要讲述了选厂规模，工作制度以及生产能力的确定和计算。重点掌握工作制度以及生产能力的确定和计算以及常见的碎磨原则流程。对规模的划分做下了解，力求在头脑中有一个大概的印象。【本讲课程的作业】列举现场生产中采用的六种碎磨原则流程。-6-

- 6 - 影响破碎流程选择的因素有： ➢ 矿石性质：如：铁矿石多采用破碎—球磨或破碎—自磨—球磨流程；非 金属有时为防止铁污染多采用破碎—砾磨；钨、锡矿石为防止过粉碎多 采用破碎—棒磨等等。 ➢ 设备性能：每种破碎设备和磨矿设备的给矿粒度都有上限，而排矿粒度 有下限。比如：PE400×600 颚式破碎机给矿粒度上限为 350 ㎜（再大给 不进），排矿最大粒度下限为 55 ㎜（再细做不到）；短头圆锥破碎机破 碎最细可达－10 ㎜，再细则效率很低；再如：格子型球磨机不如溢流型 球磨机磨得细，但格子型生产率高。 ➢ 能耗与钢耗：碎磨作业是选矿厂是耗能与耗钢最多的作业。耗能即耗电， 这是因为电机功率大；材料消耗主要是钢球、衬板（胶带运输机托辊和 溜槽）等。自磨比球磨钢单位能耗高 25%，耗低电耗高。 ➢ 流程方案的投资和生产费用：流程合理的复杂一些，投资会多些，但往 往总成本降低。例如：铁选厂，三段一闭路流程与两段破碎（一段颚式 破碎机，二段锤式破碎机），虽然是用只对原矿进行颚式破碎机一段破 碎后就给入球磨机，破碎投资少，但牺牲了球磨机的效率，不符合多破 少磨的原则，总加工成本上升了；当要求磨矿较细时大于-200 目含量大 于 70%，用两段磨比一段磨虽然增加了投资，但磨矿的费用会降低。就 破碎设备来讲，颚式圆锥破碎机与反击式（或锤式）破碎机比，前者钢 耗低但电耗高； 综合上述各点可知：选择碎磨流程要综合考虑各种因素，以低成本、高效率、少 投资为目标进行方案对比后确定。 【本讲课程的小结】 本讲主要讲述了选厂规模，工作制度以及生产能力的确定和计算。重点掌握工作制度 以及生产能力的确定和计算以及常见的碎磨原则流程。对规模的划分做下了解，力求在头 脑中有一个大概的印象。 【本讲课程的作业】列举现场生产中采用的六种碎磨原则流程

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