30万吨/年长石选矿厂设计毕业论文
2021-11-02 21:11:15
摘 要
我们地球表面岩石中最重要的造岩矿物之一就是本次设计的矿石长石，并且长石是一种常见的铝硅酸盐类造岩矿物。长石的种类繁多而其中比较独特的一种富含钾或钠的长石，在日常生活之中其便被频繁的用于陶瓷工业以及玻璃工业等等，再者某些长石可用作提取一些稀有元素，比如说一些其中含有铷和铯等稀有元素的长石。因此，设计出一个既符合国家政策又要使其经济效益突出的长石矿选矿厂就显得非常有意义了。
根据老师提供的选别方案和数据资料等等，最后设计出了一个符合毕业设计要求每年长石矿处理量为30万吨的长石矿选矿厂，其工艺流程中破碎作业采用常见的三段一闭路工艺流程，而磨矿作业则利用球磨机采取一段闭路流程，选别作业则是采用老师要求的脱泥-弱磁-强磁-浮选-脱水流程，最后得到符合要求的产品。长石矿经过以上工艺流程选矿后，达到的精矿技术指标为：精矿产率大于65%，TFe2O3≤0.2%，CaO≤1.0%。由毕业设计中任务书给定的一些初始条件和试验数据分别计算出各个环节流程职中的处理量、产率、矿浆含水量、矿浆体积、补加水等等，并根据算出的处理量的结果来选择主要的选矿设备型号以及辅助设备型号，然后在老师的指导下利用CAD画图软件画出各个车间的工艺平面布置图、各断面的剖面图、选矿厂的总平面图。最终对设计的长石矿选矿厂进行经济可行性分析，结果显示：该矿建选矿厂经济上是可行的。
关键词：长石矿设计；流程计算；设备选型；可行性；长石
1选矿工艺确定及流程计算
1.1选矿工艺的确定
根据“矿业有限公司钾钠长石选矿试验研究报告”推荐的工艺流程，本设计选择确定的工艺流程如图表1
由于原矿最大给矿粒度Dmax=500mm，总的破碎比大，因此在本次设计采用三段一闭路的破碎流程，闭路可以保证磨矿给矿粒度的均匀。
图表 1
根据选矿试验报告可知：当磨矿细度到达-0.074mm占95%时，矿石中的有用矿物完全单体解离，即磨矿细度在-200目。为了使长石矿物单体解离同时提高磨机工作效率，我们采用一段闭路的磨矿流程。
选别的流程是完全参照选矿试验报告中的流程设计的。采用脱水脱泥、弱磁选、强磁选、反浮选流程。原矿经该流程的选别，达到最终要求的指标。在生产实践中应用广泛、成熟的磨矿—螺旋分级的磨矿分级流程在该设计中也有所体现。
1.2破碎车间的计算
1.2.1计算破碎比
根据原矿给矿最大粒度 Dmax=500mm以及破碎的最终产物最大粒度dmax=12mm计算出总破碎比I=Dmax/dmax=500/12=41.67
由于破碎比较大，这里选用三段一闭路破碎流程。
Ia=41.671/3=3.47
取I1=I2=3.3，则 I3=41.67/(3.3*3.3)=3.83
D1=Dmax/I1=500/3.30=151.52mm
D2=D1/I2=151.52/3.30=45.91mm。
1.2.2计算破碎机排矿口
根据最大给矿粒度在破碎流程中，将颚式破碎机定为粗碎设备、圆锥破碎机作为中碎以及细碎设备，其中标准型圆锥破碎机作为中碎设备选取、细碎则选用短头圆锥破碎机。
由于长石矿为是中等可碎的矿石，查附表-1得颚式破碎机的最大相对粒度Z1=1.6、标准型圆锥破碎机的最大相对粒度Z2=1.9、短头圆锥破碎机最大相对粒度Z3=2.3。
粗碎排矿口的宽度e1=D1/Z1=151.52/1.6=94.7mm，取95mm。
中碎排矿口的宽度e2=D2/Z2=45.91/1.9=24.2mm，取25mm。
细碎排矿口的宽度e3跟设计的筛分工作制度有关，查《选矿设计手册》可知常规筛分工作制度和等值筛分工作制度组合在一起便是筛分工作制度，为了方便后面的过程的计算这里选用常规筛分工作制度。所以e3=dmax=12mm。
1.2.3确定筛分参数
由于选用的是常规的筛分工作制度，因此闭路筛分的筛孔尺寸a=dmax，即a=12mm，E=85%。
1.2.4计算破碎车间的生产能力Qn及产率γn
根据任务书的要求：长石选矿厂年处理原矿石矿量为300000t，破碎车间的工作制度是每年工作时间为300天，每天两班制，每班8h，即一天工作时间为16h。
Qd=300000/300=1000t/d
Q=1000/(2*8)=62.5t/h
Q1=Q2=Q3=Q=62.5t/h
γ1=γ2=γ3=Q/Q1=100%
Q7=Q=62.5t/h
Q7=Q5γ-12E
即：Q5=Q7/(γ-12E)=62.5/(40%*85%)=183.82t/h
其中产物5中小于12mm的粒级含量指的便是γ-12。然后根据细筛的筛孔尺寸和细碎破碎机的排矿口宽度两者之间的比值Z3=12/12=1，查《选矿厂设计手册》从图表中可查得当矿石为中等可碎矿石时β-12=40%。
Q4=Q5=183.82t/h
Q6=Q5-Q7=183.82-62.5=121.32t/h
γ4=γ5=183.82/62.5=294.11%
γ6=γ5-γ7=294.11%-100%=194.11%
1.3球磨及选别车间计算
1.3.1计算球磨及选别车间处理量Q
表1‑0‑1已知数据表格
作业编号 | 产物编号 | 产率γ（%） | 浓度C（%） |
磨矿作业 | 原矿 | 100.00 | 100.00 |
磨矿进料 | 200.00 | 50.00 | |
磨矿出料 | 200.00 | 50.00 | |
螺旋分级 | 分级给料 | 200.00 | 40.00 |
分级返砂 | 100.00 | 85.00 | |
分级溢流 | 100.00 | 26.15 | |
脱泥作业 | 脱泥给料 | 100.00 | 10.00 |
脱泥底流 | 86.00 | 30.00 | |
脱泥溢流 | 14.00 | 1.96 | |
弱磁选作业 | 弱磁给料 | 86.00 | 15.00 |
弱磁精矿 | 85.00 | 14.86 | |
弱磁尾矿 | 1.00 | 85.00 | |
1.00 | 10.00 | ||
强磁选作业 | 强磁给料 | 85.00 | 14.86 |
强磁精矿 | 80.00 | 14.13 | |
强磁尾矿 | 5.00 | 85.00 | |
5.00 | 10.00 | ||
浓缩作业 | 浓缩给料 | 80.00 | 14.13 |
浓缩底流 | 79.50 | 35.00 | |
浓缩溢流 | 0.50 | 0.15 | |
方解石 浮选作业 | 给料 | 79.50 | 35.00 |
79.50 | 18.00 | ||
精矿 | 74.50 | 18.80 | |
尾矿 | 5.00 | 11.00 | |
5.00 | 8.00 | ||
云母 浮选作业 | 给料 | 74.50 | 18.80 |
精矿 | 66.00 | 19.44 | |
尾矿 | 8.50 | 15.00 | |
8.50 | 8.00 | ||
搅拌洗涤 作业 | 搅拌给料 | 66.00 | 19.44 |
搅拌排料 | 66.00 | 15.00 | |
浓缩作业 | 浓缩给料 | 66.00 | 15.00 |
浓缩底流 | 65.50 | 60.00 | |
浓缩溢流 | 0.50 | 0.15 |
球磨和选别车间的采用的是连续的工作制度，即一年工作时间为300个工作日，三班每班工作时间8小时。
Qd=300000/300=1000t/d
Q=1000/(3*8）=41.67t/h
根据各段已知的产率计算出各段所需的处理量，由公式QR=γRQ
