摘 要

磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类，以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。

当今中国矿藏趋向于“贫细杂”，因此选矿厂的建设和发展就日趋紧迫起来，建立现代化的选厂技术是一项必不可缺的任务。

本次设计是1000吨/天磷矿选矿生产线设计，目的在于服务中国磷矿品位低的现状，原矿品位为17.76%，要求做到36%的精矿品位和80%的精矿回收率，浮选流程为一粗一精一扫，要求浮选时粒度为-200含量大于等于95%。

本次设计采用三段一闭路碎矿，两段闭路磨矿，一粗一精一扫浮选流程；进行了流程计算、设备选型和图纸绘制三项主要工作，基本完成选矿厂设计任务。

关键词：磷矿设计；流程计算；设备选型；设计图纸

Abstract

Phosphate ore refers to the general term of phosphate minerals which can be used economically. It is an important chemical mineral raw material.It can be used to make phosphate fertilizer, also can be used to make yellow phosphorus, phosphoric acid, phosphates and other phosphates, which can be used in medicine, food, matches, dyes, sugar making, ceramics, national defense and other industrial sectors.

Nowadays, China's mineral deposits tend to be "lean and miscellaneous", so the construction and development of mineral concentrator is increasingly urgent, and it is an indispensable task to establish modern concentrator technology.

This design is the design of phosphate ore processing line of 1000 tons/day, the purpose is to serve the current situation of low phosphate ore grade in China, the grade of raw ore is 17.76%, the requirement is to achieve 36% concentrate grade and 80% concentrate recovery, the flotation process is one coarse, one fine, one sweep, the flotation particle size is required to be more than 95% of -200 content.

This design USES three sections of a closed-circuit ore crushing, two sections of closed-circuit grinding, a coarse, a fine, a sweep flotation process;Three main tasks were carried out, including flow calculation, equipment selection and drawing.

Key words: phosphate rock design;Process calculation;Equipment selection;Design drawings

目录

摘要 3

Abstract 4

第一章 绪论 １

1.1设计目的 １

1.2设计意义 １

1.3设计要求 １

1.4设计任务 ２

1.4.1设计的主要任务 ２

1.4.2设计的原始数据 ２

1.5选矿厂设计趋势 ４

第二章 选矿厂工作制度的确定 ５

2.1各车间工作制度 ５

2.2各车间小时生产能力的确定 ５

2.2.1破碎车间 ５

2.2.2磨矿浮选车间 ５

第三章 选矿工艺流程的选择与计算 ６

3.1破碎筛分流程的选择计算 ６

3.1.1计算总破碎比及分配各段破碎比 ６

3.1.2计算各段破碎产物的最大粒度 ６

3.1.3选取破碎机排矿口宽度 ６

3.1.4破碎筛分流程的数质量计算 ６

3.1.5选择筛子 ７

3.2磨矿浮选流程的选择与计算 ７

3.2.1磨矿分级计算 ７

3.2.2浮选流程计算 ８

3.2.3数质量流程计算 １０

3.2.4矿浆流程计算 １２

第四章 工艺设备的选择与计算 １８

4.1破碎筛分设备的选择与计算 １８

4.1.1粗碎设备的选择与计算 １８

4.1.2中碎设备的选择与计算 １９

4.1.3细碎设备的选择与计算 ２１

4.2筛分设备的选择 ２３

4.3磨浮车间设备的选择与计算 ２３

4.3.1磨矿设备的选择与计算 ２３

4.3.2分级设备的选择与计算 ２６

4.3.3搅拌槽的选择与计算 ２７

4.3.4浮选机的选择与计算 ２７

4.4脱水设备的选择与计算 ２８

4.4.1浓缩机的选择与计算 ２８

4.4.2过滤机的选择与计算 ２９

第五章 辅助设备的选择与计算 ３０

5.1原矿仓的选择与计算 ３０

5.2给矿机的选择与计算 ３０

5.3胶带运输机的选择与计算 ３１

第六章 主要设备明细表 ３２

第七章 药剂选择 ３３

第八章 选矿厂布置 ３４

8.1厂址选择一般原则 ３４

8.2总平面布置 ３４

8.2.1总平面布置的重要性 ３４

8.2.2总平面布置要求 ３５

8.2.3总平面布置必需遵循的标准 ３５

8.3尾矿库 ３５

第九章 环境保护 ３８

第十章 结论 ３９

参考文献 ４０

致谢 ４１

第一章 绪论

1.1设计目的

在我国矿物加工工业发展的漫长历史中，选矿厂设计任务始终与矿物加工工业的发展相适应，并不断满足其要求。当前，随着矿产资源开发利用的不断深化，人们发现矿产资源日益显现出贫、细、杂的特点。贫-原矿品位越来越低，如石墨矿的开采品位已从10-15%，降到现在的5-10%。细-指原矿中有用矿物的嵌布粒度越来越细，这就要求将矿石的粒度磨的更小才能使有用矿物单体解离并对其进行选别。杂-指矿床的矿物组成复杂，多金属复合矿、难选矿越来越多，要求综合回收的元素越来越多。虽然我国矿产资源丰富，但贫矿多，富矿少，堪布粒度细，伴生元素多，矿床类型复杂。因此，对资源的开发利用难度比以前更大，对选矿厂设计和建设的要求也更高。

选矿厂设计是矿物加工工程专业毕业生必须掌握的一项技能，作为传统工科专业，矿物加工工程必须具备选矿厂设计的能力，以应对以后工作的需求。

本次毕业设计的目的在于锻炼学生CAD制图能力、流程计算与设备选型能力、厂房布局与设备配置能力以及在实际生产中所必须具备的设备基本原理的掌握。

选矿厂设计是一次综合的对学生专业能力的锻炼，也为他们以后踏上工作岗位做铺垫，做到工作时具有专业的综合能力，增强学生的竞争力。

1.2设计意义

选矿厂设计是矿山设计重要的关键环节，为项目决策提供科学依据，为项目实时提供设计文件，是科学技术转换为生产力的枢纽。生产中的先进经验和科技成果都要通过设计推广到生产中；另外,矿山建设项目确定前后,它为项目决策提供科学依据和设计文件。因此,做好设计工作,对节约投资。建成投产后迅速达设计规模和取得预期经济效益都起着决定性的作用,对提高选矿科学技术水平也有重要的现实意义。

1.3设计要求

设计必须按照国家建设规定的基本程序进行，所需条件必须具备，所需资料必须齐全，设计文件必须符合相应设计阶段的内容。

设计工艺流程和指标应具有一定的先进性和可靠性，设计原则和方案的确定应符合国家工业建设的有关方针、政策和规定，尽量采用高效率、低能耗的系列化设备，注意环境保护和安全生产

（1）据矿石(ore)特性、试验研究结果，设计合理的工艺流程和产品方案（工艺）；

（2）选择合适的工艺设备与辅助设备，并合理配置 ；

（3）设计合适的厂房结构，以保证生产正常进行（厂房）；

（4）简单的技术经济分析和必要的劳动定员初步方案，以满足生产需要 （定员）；

（5）对综合回收、环境保护、辅助设施等进行精心设计，使选矿厂基建投资发挥最大的效益。

1.4设计任务

1.4.1设计的主要任务

1.完成选矿工艺流程、各车间主要设备及辅助设备的计算，各车间主要设备及辅助设备的选型

2.绘制工艺流程图、数质量流程图、设备联系图、破碎车间和磨浮车间工艺布置图。

1.4.2设计的原始数据

1.选矿厂设计规模为天处理原矿量1000吨，原矿最大粒度450mm。设计指标：①原矿品位α：P₂O₅=17.76% ，②精矿品位β：P₂O₅=36.00%，③选矿总回收率ε：ε≥80%

2.浮选流程及原始数据

图1 简明流程图

已知β₁₃=α=17.76%，β₂₀=36.00%，β₂₁=17.50%，β₂₂=32.30%，ε₂₀=80.00%，

ε₂₃=1-ε₂₀=1-80.00%=20.00%，γ₂₁=12.00%，γ₂₂=12.50%

lt;1gt;必须保证的浓度

第一段磨矿作业浓度C_m1=65%,第二段磨矿作业浓度C_m2=65%,

第一段分级溢流浓度C_c1=40%,第二段分级溢流浓度C_c2=30%,

lt;2gt;不可调节的浓度

原矿液固比R₁=0.02,第一段分级返砂浓度C_s1=80%,

lt;1gt;必须保证的作业浓度

粗选作业浓度C_r=30%,扫选作业浓度C=30%

lt;2gt;不可调节的选别精矿浓度

试验所采用的是反浮选流程，所以粗选尾矿浓度C₁₈=40%，精选尾矿浓度C₂₁=40%，扫选尾矿浓度C₂₃=30%

实验室试验中浮选时间：粗选6min，精选3min，扫选3min

现场磨矿条件：

1. 大冶某磷矿选矿厂磨矿生产指标计算

a 3500t/d 145.83t/h

b 磨矿细度，螺旋分级机溢流-200目占75%，

c 给入磨矿的粉矿≤12mm

d 使用球磨机型号规格： 2700×3600格子型球磨机

1.5选矿厂设计趋势

a 选矿设备大型化---处理贫矿石、能量低耗化（磨破40——60%，遵循多碎少磨的原则）。目前，世界上最大的球磨机是挪威的6.5x9.65m，我国最大的当属水平、德兴铜矿的5.49x8.54m磨机，此外还有1.5x2.1m颚式破碎机、1.83m旋回粉碎机、2.5m圆锥粉碎机、39m³浮选机等。

b设备能量低耗化-磨破占选厂能耗的40-60%，降低选厂能耗特别是磨矿能耗是非常突出的问题，因而提出了多碎少磨的原则。

c自动控制的应用-系统启动 故障排查 参数调整 指标优化。我国目前各选厂主要采用分散控制，将逐步实现全厂自动化控制。

d采用更高的卫生、安全标准。

e设计过程电脑化：（专业设计软件 标准图库 选矿厂设计专家系统还有待开发）

第二章 选矿厂工作制度的确定

2.1各车间工作制度

表2.1各车间工作制度表

2.2各车间小时生产能力的确定

2.2.1破碎车间

由上表可知，破碎车间每日工作为16小时，则其小时作业量为：

1000/16=62.5(t/h)

2.2.2磨矿浮选车间

由上表可知，磨浮车间每日工作为24小时，则其小时作业量为：

1000/24=41.7(t/h)

第三章 选矿工艺流程的选择与计算

3.1破碎筛分流程的选择计算

3.1.1计算总破碎比及分配各段破碎比

总破碎比：s=D/d=450/12=37.5

采取三段一闭路碎矿，经计算取各段破碎比为：3.3 3.3 3.45

3.1.2计算各段破碎产物的最大粒度

d₁=450/3.3=136.4mm

d₂=136.4/3.3=41.4mm

d₇=41.4/3.45=12mm

3.1.3选取破碎机排矿口宽度

e₁=d₁/Z_1max=136.4/1.6=85.25(mm),取86mm

e₂=d₂/Z_2max=41.4/1.9=21.79(mm),取22mm

e₇=d₇=12mm

3.1.4破碎筛分流程的数质量计算

1.粗碎

Q₁=1000/16=62.5(t/h)

γ₁=100%

Q₂=Q₁= 62.5(t/h)

γ2=γ1=100%

2.中碎

Q₃=Q₁= 62.5(t/h)

γ₃=γ₁=100%

3.细碎

Q₅=(Q₃β₃^-12 Q₇β₇^-12)E₃=Q₁=62.5(t/h)

可得Q₇=88.07(t/h)

γ₇=Q₇/Q₅=141%

Q₆=Q₇=88.07(t/h)

γ₆=γ₇=141%

Q₄=Q₅ Q₆=150.57(t/h)

γ₄=γ₃ γ₇=241%

γ₅=γ₁=100%

由上数据可知，破碎机循环负荷c=141%

3.1.5选择筛子

细筛，a₄=d₇=12mm,E=85%

3.2磨矿浮选流程的选择与计算

3.2.1磨矿分级计算

由于本次设计要求磨矿后-0.074mm物料要达到95%，所以选择两段闭路磨矿，以提升最终产物中小于0.074mm粒级物料的含量

一段磨矿

Q₅ =1000/24=41.7(t/h)

γ₅=100%

ε₅=100%

Q₁₀=C₁Q₅=3×41.7=125.1(t/h)

γ₁₀=300%

ε₁₀=100%

Q₈=Q₁₀ Q₅=125.1 41.7=166.8(t/h)

γ₈=400%