毕业设计说明书鲁中冶金矿山公司580万吨年铁矿石新建选矿厂初步设计.doc

中 文 摘 要摘 要本设计是在鲁中冶金矿山公司现场资料的基础上，根据此次设计的具体要求进行的。遵循节约资源开支、提高回收率及金属品位的原则设计流程。选择合适的生产设备与辅助设备，以满足生产需要，同时设计中应注意满足节约初期建设资金和以后的运营成本的要求。设计的主要内容是选矿厂工艺流程的选择和计算、矿浆流程计算、设备的选择和计算以及相关图纸的绘制。其中，磨矿分级流程确定采用一段开路自磨和一段闭路球磨。经三段弱磁选，精矿再磨,进行第四段弱磁选，以提高铁的品位。尾矿浓缩分别进行弱磁、强磁，浓缩后进浮选，浮选流程采用一粗一精二扫，浮选尾矿再磨后，又分别进行了弱磁、强磁、二重选流程，以提高铁的回收率。重选流程中，根据现场资料确定采用螺旋溜槽、摇床二段重选。由于铜矿的可浮性良好，一段粗选便可达到设计要求的品位指标，增加一段扫选以提高铜精矿的回收率。选矿厂选在平缓地面上建厂，磁选设备操作平台、重选车间与其他设备之间有一定高差，以便于矿浆能基本实现自流，从而可以节省选厂的运输能耗及费用。关键词：设计，流程，计算- 114 -英文摘要AbstractThe design is based on Lu Zhong metallurgical and mining company based on the field data, combined with the design requirements . Follow the energy saving, increase the recovery rate. Choose the right equipment, support facilities designed to meet the needs of production, the design of conservation attention beyond the initial construction of capital and operating costs. The main contents of the design are the process of selection and the calculation of concentrator, the slurry flow calculations, the equipment selection and calculation of the relevant drawings drawing. Among them, the grinding and classification process using a closed-circuit self-determined and a closed circuit ball mill grinding ore.In order to improve the the grade of iron concentrate increase the concentrate to grind process.Re-grinding process, grinding fineness to 85%. In the magnetic separation process, according to established uses two magnetic field data. Re-election process, according to field data to determine uses two re-election. Flotation process using a thick sweep of a fine. 2 re-election processes to improve the recovery of iron.And increased re-election for a process flow of middlings to deal with. Plant layout according to the terrain by slope-style layout, process flow to achieve the basic gravity concentrator, saving transport costs. Keywords: design, process, calculate 目录目录摘 要IAbstractII目录III第一章 前 序11.1 新建选厂的意义11.2 设计任务书31.2.1 设计目的31.2.2 设计题目41.2.3 设计内容41.2.4 主要技术指标和参数5第二章 鲁中冶金矿山公司的概况62.1 厂区交通、气候特点62.2 厂区状况及矿石性质72.2.1 小官庄矿体：82.2.2 张家洼矿体：102.2.3 港里矿体：122.3 选矿试验122.3.1 原矿分析：132.3.2 选矿试验结果142.3.3选矿试验报告推荐意见142.4 厂区供电供水142.4.1 厂区供电142.4.2 厂区供水16第三章 方案设计及方案论证183.1 设计方案183.2 方案论证19第四章 干式磁预选流程计算和设备的选择224.1 干式磁预选流程的选择和计算224.1.1 计算干式磁预选工序小时处理量234.1.2 计算干式磁预选工序各产物的产率234.1.3 计算干式磁预选工序各产物的品位244.1.4 计算干式磁预选工序各产物的回收率244.2.1 干式预磁磁选机的选择与计算25第五章 磨矿流程计算和磨矿设备的选择265.1 磨矿流程的选择和计算265.1.1 计算磨矿工序小时处理量265.1.2 计算磨矿工序各产物的产率275.1.3 计算磨矿工序各产物的回收率275.1.4 计算磨矿工序各产物的品位275.2.1 自磨机的选择与计算285.2.2 球磨机的选择与计算295.2.3 分级设备的选择与计算31第六章 三段磁选流程计算和磁选设备的选择346.1 三段磁选流程的选择和计算346.2 三段磁选设备的选择和计算37第七章 精矿再磨流程计算和设备的选择387.1 精矿再磨流程的选择和计算387.2.1 筛分设备的选择与计算407.2.2 再磨设备的选择与计算41第八章 浓缩浓缩流程计算和设备的选择528.1浓缩浓缩流程的选择和计算528.2 浓缩浓缩设备的选择和计算548.2.1 浓缩设备的选择与计算548.2.2弱磁设备的选择与计算558.2.3 强磁设备的选择与计算568.2.4 浓缩设备的选择与计算56第九章 浮选流程计算和设备的选择589.1 浮选流程的选择和计算589.2 浮选设备的选择和计算629.2.1 铜粗选设备的选择计算629.2.3 铜扫选设备的选择计算639.2.4 铜精选设备的选择计算64第十章 尾矿再磨流程计算和设备的选择6610.1 尾矿再磨流程的选择和计算6610.2 尾矿再磨设备的选择和计算6710.2.1 旋流器设备的选择与计算67第十一章 磁重选流程计算和设备的选择7211.1 磁重选流程的选择和计算7211.2 磁重选设备的选择和计算7411.2.1 强磁设备的选择与计算7411.2.2 螺旋溜槽的选择与计算7511.2.3 摇床的选择与计算76第十二章 铁精矿浓缩过滤计算和设备选择7712.1 铁精矿浓缩过滤流程的选择和计算7712.2 铁精矿浓缩过滤设备的选择和计算7812.2.1 铁精矿浓缩设备的选择与计算7812.2.2 铁精矿过滤设备的选择与计算80第十三章 铜精矿浓缩过滤流程的计算和设备的选择8113.1 铜精矿浓缩过滤流程的选择和计算8113.2 铜精矿浓缩过滤设备的选择和计算82第十四章 尾矿相关指标的计算83第十五章 矿浆流程的计算8415.1 液固比、水量的计算8415.2 补加水量的计算96第十六章 辅助设备的计算与选择9816.1 胶带运输机的选择9816.2 给矿机的选择9916.3 矿仓的计算与选择99第十七章 选矿厂主要设备明细表10217.1 磨矿设备表10217.2 分级设备表10317.3 磁选设备表10417.4 重选设备表10517.5 过滤设备表10517.6 浮选设备表10617.7 浓缩设备表107第十八章 选矿厂总体布置与设备配置10818.1 选矿厂总体布置10818.1.1 总体布置的原则10818.1.2 新设计选矿厂总体布置10818.2 选矿厂总平面布置及厂房布置10918.3 主厂房的设备配置特点10918.3.1 磨矿车间配置特点11018.3.2 磁选过滤再磨车间配置特点11018.3.3重选车间配置特点11018.3.4 浮选车间配置特点110第十九章 结论11119.1 设计过程中遵循的原则11119.2 磨矿分级流程11119.3 磁选流程11119.4 再磨矿流程11219.5 重选流程11219.6 选别流程11219.7 浓缩过滤流程112参考文献113致谢114第一章 前 序第一章 前 序1.1 新建选厂的意义铁是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般在2%以上）和钢（含碳量一般在2%以下）。生铁通常按照用途的不同被分为合金生铁、铸造生铁、炼钢生铁。钢按照组成元素不同可分为碳素钢、合金钢。合金钢与碳素钢虽是两类钢材，但合金钢是在碳素钢的基础上，为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元素的钢，可以加入钢中的元素种类很多，主要有铬、锰、钒、钛等元素。此外，铁矿石还用于作合成氨的催化剂，天然矿物颜料、饲料添加剂和名贵药石等，但用量很少。由于铁矿石的用途广泛，遍及生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材料。所以，人们常把钢材的产量、品种、质量作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术发展水平的重要标志。我国钢铁产量自1996年以来一直居世界首位。然而钢铁生产的飞速发展，导致铁矿石需求和生产的急剧增长.铁矿石生产逐渐呈现出供不应求的局面。从2003年起，我国成为世界铁矿石进口最大的国家，2007年铁矿石进口量高达3.83亿t, 2008年进口铁矿石的价格再次上涨了65%,铁矿石价格本已在高位运行，这使其再次大幅攀升。因此加大铁矿石的开采力度，提高矿石回采率，已成为迫在眉睫的一项任务。我国铁矿石特点是贫矿多、富矿少、矿石类型复杂, 矿石种类及其组分和伴生有益、有害元素较多，矿石构造、结构、嵌布粒度差异比较大，大部分铁矿石需经选矿处理. 目前，中国的选矿工艺已经达到了相当的水平，选矿效果也较以前有很大提升。例如：金岭铁矿针对破碎产品0-14mm粒级矿物没有经过预选抛尾，影响了入磨矿石中的废石率、磨机的处理量大、产品指标低、成本高等问题，采用粉矿湿式预选新工艺，提前抛弃部分最终尾矿，提高入选矿石品位，降低磨矿能耗，大幅降低选矿成本，提高磨矿效率，提高选矿厂效益。为了解决矿产资源的贫、细、杂问题和满足国家对金属量日益增长的需求，选矿厂设计面临着扩大选矿厂生产能力和更新选矿技术的任务。在20世纪5060年代，我国日处理原矿量10005000t的选矿厂已属大型选矿厂，进入20世纪70年代以来，已建成日处理原矿量超万吨到数万吨甚至超十万吨的选矿厂。这给选矿厂设计提出了一个新任务选矿厂现代化。选矿厂设计的现代化发展趋势主要表现在四个方面：一是设备能量低耗化；二是设备规格大型化；三是生产过程自动化；四是设计过程电脑化。国内选矿技术发展较快，正朝着选矿现代化的方向发展。但仍存在下列几个问题：一是环境保护差：主要表现在选矿厂尾矿库和矿山排土场复垦率地，中小型选矿厂尾矿排放管理不佳，尾矿水超标以及尾矿中资源回收率低等。虽然环境补偿制度尚未建立，但一些政府部门及相关科研人员已在积极地探索和研究。二是选矿厂设备落后：选矿厂多数在20世纪70年代以前建厂，80年代以后建厂很少。限于当时设计思想和国内的制造业水平，总体装备落后。三是自动化水平低：矿物加工领域数学模型和过程模拟的研究起步较晚，而且侧重于单元作业模型本身，对流程整体的建模和模拟研究较为少见。仅有针对特定流程特定目的的专用软件，能由通常不具备太多编程技能的选矿工程师灵活使用的通用流程模拟软件至今仍是空白。近些年来，国内在矿物加工数学模型和过程模拟方面的研究和应用日渐式微，与国外这方面的稳定发展形成明显的反差。选矿厂设计的目的是设计出体现国家工业建设有关方针政策、切合实际、技术设备先进可靠、经济效益好的选矿厂，即根据矿石特性、选矿试验成果和要求，确定合理的工艺流程，选择适宜的工艺设备，进行合理的设备配置，设计合理的工艺厂房，配置必要的劳动定员。此外，对综合回收、环境保护、辅助设施、厂房结构等进行精心设计，使选矿厂基建投资发挥最大的效益，并为新建选矿厂获得较高的技术经济指标创造良好的条件。选矿厂设计是矿山设计中极其重要的关键环节。矿山建设项目确定之前它为项目决策提供科学依据；项目确定之后，又为项目提供设计文件。同时，它也是将科学技术转换为生产力的枢纽，生产中的先进经验、先进技术以及科研成果，都要通过设计推广到生产中。因此，做好设计工作，对节约投资、建成投产后迅速达到设计规模和取得经济效益都起着决定性作用，对提高选矿科技水平也有重要的现实意义。同时通过本次设计，了解并掌握选矿厂设计的思路、过程和方法，提高综合运用所学专业知识，分析问题解决问题以及系统研究的能力。1.2 设计任务书1.2.1 设计目的1、通过本次设计，掌握资料收集方法和选矿厂设计论证的方法；2、通过本次设计，学会选矿厂工艺计算及设备选择计算方法；3、通过本次设计，学会选矿厂设备布置方法及绘图方法；4、通过本次设计，学会选矿厂设计说明书的编制方法；5、通过本次设计，学会选矿厂经济效益和成本核算方法；6、通过本次设计，综合运用和深化所学理论知识，培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力，使学生受到工程师的基本训练。1.2.2 设计题目鲁中冶金矿山公司580万吨/年铁矿石新建选矿厂初步设计1.2.3 设计内容 （1）概论：选矿厂设计重要性，建厂地区概况，原矿性质，采矿及原矿运输，精矿及产品规格，厂址选择等；（2）方案论证：矿石可选性研究，现场生产指标，现场生产技术改革，论证流程（原则流程及详细的线性流程）等；（3）工艺流程计算：工作制度，数质量矿浆流程计算；（4）主要设备的选择和计算：破碎、筛分、磨矿、选别设备等。确定设备的型号、规格、台数等；（5）辅助设备的选择和计算：给矿机、皮带机、起重机、浓缩机、砂泵、过滤机等。确定设备的型号、规格、台数等；（6）矿仓及堆栈业务：原矿仓、粉矿仓、精矿仓等；（7）设备配置：生产过程描述（结合设备联系图，说明配置特点），分述破碎车间、磨矿车间、选别车间、脱水车间、尾矿车间等；（8）总图布置：结合总平面图，说明布置特点；（9）加药、检修、取样、自动化控制等说明；（10）环境保护：除尘、降噪、废水处理、固废（尾矿）处理、厂区绿化等；（11）建筑说明：厂区自然条件、各车间生产特性对建筑物的要求、建筑物结构确定、建筑面积和容积等；（12）电气说明：电源及供电、用电设备一览表、照明、电源开关及变压器、耗电指标等；（13）供水说明：水源、用水量、水压、供水系统、回用水、耗水指标等；（14）经济分析：计算经济效益、精矿成本等；（15）附图：工艺流程图、数质量矿浆流程图、设备联系图、总平面图、设备表等；1.2.4 主要技术指标和参数原矿性质：确定原矿（采矿竖井放矿）：含铁量35.00，含铜量0.06，含水量4.00，矿石粒度3500mm。原矿粒度组成：粒度（mm）+350-350+120-120+20-20+0.074-0.074含量（%）5.0034.2526.3814.3720.00矿石中主要矿物嵌布情况：磁铁矿：不规则粒状嵌布。最大嵌布粒度250m，一般12070m，最少3010m。赤铁矿：粒状、片状及脉状嵌布。最大嵌布粒度100m，一般7040m，最少205m。铜矿物：少量，主要以自然铜形式存在，以片状、粒状或脉状形态存在于磁铁矿、赤铁矿中。最大嵌布粒度100m，一般7030m，最少2010m。矿石中全铁与亚铁之比（TFe/FeO）为3.6。设计指标：手选精矿：产率4.00，铁品位60.00，含水率4；手选尾矿：产率12.00%，铁品位15.00%，含水率4；铁精矿：铁品位65.49，铁回收率81.74，铜品位0.020%，铁精矿含水率8.00；铜精矿：铜品位23.130，铜回收率46.25，铁品位15.28%，铜精矿含水率10.00。 分级溢流前铜的品位不发生变化。回水利用率92.00。第二章 鲁中冶金矿山公司的概况第二章 鲁中冶金矿山公司的概况2.1 厂区交通、气候特点鲁中冶金矿业集团公司隶属国家国资委，位于山东省莱芜市，所属小官庄、张家洼、港里三个铁矿山，所有原矿统一由选矿厂加工处理。张家洼铁矿为上海市在山东省建设的炼铁厂铁矿石基地。位于山东省莱芜县城北约8公里处（图2-1），明（水）莱（芜）公路由矿区中间通过；辛（店）泰（安）铁路的莱芜西站在矿区南约2公里；矿区准轨专用线由新泰铁路蔺家楼车站接轨，准轨专用线长约7公里。交通尚为方便。莱芜地处鲁中山区腹地（图2-1），气候属于暖温带半湿润季风气候，冬季寒冷干燥，春季温暖多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，天高云淡。年平均气温13.0，年极端最高气温38.3，极端最低气温-19.3，气温自南向北呈递减趋势，最冷月1月份平均气温-2.3，最热月7月份平均气温26.2，全年平均无霜期202天。初霜冻平均日期为10月19日，终霜冻平均日期为4月13日。年平均降水量695.1mm，降水时空分布不均匀，70%主要集中在夏季，年平均相对湿度为63%。在地理分布上一般南部多于北部，山区多于平原。莱芜年平均风速2.1m/s，4月份最大为2.7m/s，9月份最小为1.7 m/s，春季比秋季风大,全年主导风向为ESE。发生在莱芜的气象灾害主要有干旱、暴雨洪涝、大风、冰雹、冻害、高温、寒潮、霜冻等，其中以干旱、暴雨洪涝、大风、冰雹、冻害为重。莱芜市位于泰山东麓，东经117°19117°58, 北纬36°0236°33，北邻济南市所辖的章丘市，东临淄博市博山区和沂源县，南临泰安市所辖的新泰市，西邻泰安市岱岳区。总面积2246.21平方公里。市委、市政府所在地莱城居市境中部，距省会济南112公里。地质构造受鲁中纬向构造及鲁西旋卷构造控制。构造形迹以断裂为主，褶皱次之。地形为南缓北陡、向北突出的半圆形盆地，北、东、南三面山岭环绕，中部为低缓起伏的平原，西部开阔。海拔最高点994米，最低点148.13米。气候属暖温带大陆性季风气候，四季分明。年平均气温13.0，降水量695.1毫米，无霜期187天。2006年，全市年平均气温14.2，比常年平均偏高1.2；年降水量566.4毫米，比常年平均偏少128.7 毫米，日照总时数2288.7小时，比常年平均偏少155.1小时；年极端最高气温35.9，出现在6月20日；年极端最低气温-12.2，出现在2月9日；终霜日期3月3日，初霜日期11月5日，无霜期246天。选矿厂位置图2-1 选矿厂位置2.2 厂区状况及矿石性质鲁中冶金矿业集团所属的三个矿床为大型隐伏矿体，均为高温热液接触交代矿床，即矽卡岩型矿床。矿区内铁矿体环绕背斜北部倾末端，成于马蹄形产于接触带中，矿体于围岩交错穿插，相叠互层，形成复杂的含矿层，埋藏于地表400米以下。此三个矿山均采用无底柱分段崩落法，采场的矿石，经开拓、采准形成矿块后，按照相应的采矿工序，将矿石加工破碎至3500mm后，由34t箕斗提升至地表。然后进入选别系统。各矿体的矿石性质分述如下：2.2.1 小官庄矿体：小官庄矿体为张家洼铁矿的主要矿体。1、矿石的矿物组成矿物成分简单，金属矿物主要为磁铁矿，其次为赤铁矿，还有少量褐铁矿，自然铜及微量高度分散的自然铁。钴元素很少呈单独矿物存在，绝大部分呈类质同象赋存在磁铁矿的晶各种，硫化钴仅占钴的3.36%，偶尔可见到少量的黄铁矿，斑铜矿、孔雀石。脉石矿物主要有：透辉石、透闪石、斜长石、绿泥石、方解石、蛇纹石，其次为蛭石、钙榴石及少量绿帘石，磷灰石等。矿床顶底板围岩及层间夹石的岩性种类较多，变化复杂。就整个含岩层而言，矿区南部及浅部，含矿层的顶板围岩主要为第三系砂砾岩，岩性松软。矿区北部含矿层顶板主要为石炭二迭系粘板岩及变质砂岩，其岩性易碎解理发育。含矿层的底板围岩主要为闪长岩、蚀变闪长岩及矽卡岩，其岩性除正常的闪长岩坚硬外，闪长岩及矽卡岩亦较松软。2、矿石的构造及氧化程度：矿石的构造：根据矿石的外表特征，矿石的构造以致密块状为主，其次有浸染状、条带状、蜂窝状、团块状及少量砾状构造。矿石构造与矿石的品味具有一定的关系，凡是致密块状矿石、蜂窝状矿石、百分之百为平炉富矿，而其他几种构造形式的矿石，皆为混合矿，（需要选矿的矿石），少数为平炉富矿和表外矿石。矿石结构：以粒状矿石为主，条带结构，浸染结构和脉状结构居于次要地位。矿石的氧化程度较高，（）平炉矿为3.7。混合矿为3.56。（选矿试验报告所述氧化情况）。但根据地质报告分析资料。本区矿石氧化程度较高，矿石的磁性率一般介于3.24.2之间。根据323个样本统计结果，（）>3.5的占60%。故属于一种半氧化矿石，而且矿区内无论深、浅部，氧化程度均大致相同，无明显的氧化带界线。但选矿试验的岩矿鉴定结果，矿石金属矿物中的磁铁矿的含量却占8085%。氧化矿物（赤铁矿）仅占1015%且磁选性良好。两者间的矛盾尚未查清。本矿区内款式的自然碱度：（）=1.21.4，属自溶性至偏碱性矿石。但造炸组成中的氧化镁含量较高，混合矿中的氧化镁的含量平均高达10.92%。而氧化钙和二氧化硅的含量偏低。因此对冶炼不利的。3金属矿物的嵌布特征：磁铁矿（）：主要呈不规则的粒状嵌布，绝大部分为中细粒，最大的粒度为250微米，一般的粒度为12070微米，最小为3010微米，磁铁矿被赤铁矿不同程度的交代，赤铁矿沿磁铁矿的边缘或沿解埋进行交代，保留磁铁矿的残体和粒状形态。赤铁矿（）：呈粒状、片状、脉块嵌布在磁铁矿和脉石总，一般的粒度为7040，最小的粒度为100微米。褐铁矿（）：少量，呈脉状、胶状嵌布在脉石或磁铁矿、赤铁矿之中。在解埋裂隙中发育。粒度一般为7030粒度，小者2010微米，大者100微米。自然铜：少量，呈片状、粒状或脉状嵌布在脉石或磁铁矿、赤铁矿之中。在解理裂隙中发育。粒度一般为7030微米，小者为2010微米，大者为100微米。黄铁矿（）：赋存极个别，粒度为30微米左右，分散在矿石中。钴（Co）：钴元素赋存状态呈类质同象赋存在磁铁矿的晶格中。矿石的质量：从整个矿区来看，矿石含铁品位变化不大，有害杂质及造渣组分的含量除镁偏高之外，其他的皆低于工业指标要求。关于小官矿体中，氧化镁的赋存状态，仅在降镁选矿试验报告中，通过镜下鉴定认为，在铁精矿中主要以含镁的透辉石、透闪石与铁呈连生体存在，尚有少部分呈单体的透辉石、透闪石、蛇纹石及碳酸盐矿物混入，这些脉石中都含有一定量的镁。2.2.2 张家洼矿体：1、矿物的组成：矿石的成分较简单，金属矿物约占60%。其中主要是磁铁矿占47%，其次是赤铁矿（半假象赤铁矿和假象赤铁矿）占12%，还有少量的褐铁矿，自然铜及微量的黄铁矿等。脉石矿物约占40%。其中主要是方解石占22%，其次是白云石占8%，蛇纹石咱6%,绿泥石占2%，透辉石占1%。还有少量的金云母、透闪石、石榴石、绢云母，硬络尖晶石，录帘石、斜长石和磷灰石等。矿体的围岩情况：矿体的底板为闪岩，顶板为大理石，但近矿围岩多为矽卡岩化而形成的各种矽卡岩。2、金属矿物的嵌布特征：磁铁矿（）：经单矿物分析，全铁TFe69.40%。Fe18.38%，Mg1.75%.呈半自形，他形粒状集合体或单体嵌布在脉石中。粒度0.012毫米，一般为0.030.3毫米。集合体的粒间和较大块体的裂隙中往往被蛇纹石、方解石、白云石、绿泥石、透辉石凳所充填成网眼状结构，有时被蛇纹石、方解石所穿切，这种脉石的大小为0.0052毫米。这是使铁精含镁较高的主要因素之一。磁铁矿大部分被赤铁矿沿边缘或裂隙进行不同程度的交代，未被交代仅见深部的少量矿石，部分交代的磁铁矿的赤铁矿称之为半假象赤铁矿，其磁性较弱。赤铁矿（为半假象和假象赤铁矿的总称）（）：大部分赤铁矿呈星点状、环状，网脉状，不规则交代磁铁矿而存在。粒度0.0050.3毫米，一般为0.010.1毫米。少量由黄铁矿氧化变成的假象赤铁矿，一般形状较规律，呈黄铁矿的立方体或五角十二面体，假象或者呈粒状，这种现象含钴量较高达0.3%。褐铁矿（）：呈纤维状、胶状、块状集合体分布，粒度细小，氧化程度较深的矿石含褐铁矿较多，此种矿石的脉石，尤其是碳酸盐常被褐铁矿所污染。黄铁矿（）：呈自形晶粒状或不规则粒状嵌布。有些与磁铁矿连声，使之具有磁性。原生矿石中黄铁矿较多，而在氧化矿石中大部分已经变为假象赤铁矿，褐铁矿，这些都是含钴较高。粒度0.051毫米，一般为0.10.5毫米。自然铜（Cu）：呈星点状、脉状、网脉状、树枝状、胶结状、片状，不规则块状分布在磁铁矿，赤铁矿，脉石的间隙中，粒度0.0050.8毫米，一般为0.020.4毫米。脉石矿物中，方解石（）白云石（）（还包括少量的贴白云石），一自形、半自形粒状集合体为主，少量呈其他形脉状，胶状、碳酸盐，尤其是方解石被褐铁矿污染严重。蛇纹石（）：呈细小叶片状集合体。常见的蛇纹石呈网眼状充填在磁铁矿粒间，或穿切磁铁矿。网眼状脉石的粒度大小在0.0050.2毫米。氧化镁的赋存状态，从选矿试验分析结果来看，氧化镁在铁矿物和几种主要的脉石中都有相当的数量，其中蛇纹石，白云石含氧化镁最多。蛇纹石中含有氧化镁占原矿的35.1%，据镜下观察，常见的蛇纹石呈网眼状填在磁铁矿粒间或穿切磁铁矿，说明磁铁矿与蛇纹石关系比较密切。在单矿物分析中也可以看出，磁铁矿与半假象赤铁矿含氧化镁1.75%，假象赤铁矿含氧化镁3.03%，磁铁矿普遍含镁，但不均一，一般的含氧化镁0.44%，平均2%，这部分镁与磁铁矿可能呈类质同象存在。所以铁精矿中含氧化镁较高。钴（Co）的赋存状态：混合矿中含钴为0.0117%，其中88。68%呈氧化钴存在，钴在砾石矿中全部是氧化钴。主要赋存在磁铁矿、半假象赤铁矿中。目前选矿的方法难以分离回收。2.2.3 港里矿体：该矿体目前尚无地质资料。矿石的矿物组成与小官庄矿体基本一致，所不同的是该矿体内，矿石中黄铁矿等硫化矿物的含量较高，因此矿石多呈高硫性质。矿石的结构和构造也与小官庄矿相似。矿石的铁品位较小的小官庄和张家洼两矿体较低，矿石同样具有自溶性质，其总碱度为0.81.2左右。造渣组分中氧化镁的含量一般为8%10%,同样呈现出高镁低钙性质。总之，从现有的的地质资料可以得出。钙三个矿体的矿石特点是含铁高，铝、硅低。三个矿体从矿体成因类型上看，这些铁矿均属于高温热液接触交代型（矽卡岩型）含铜矿的磁铁矿床。矿物组成和结构构造都基本相似。小官庄矿体矿石的物理机械性能如下表：2.3 选矿试验张家洼铁矿，三个矿体合建一个选矿厂。因此选矿试验应按三个矿体开采的条件，取出混合矿样进行。但由于港里矿体的地质工作尚在进行，不具备全面采样条件故仅做了一下几次试验：1、小官庄矿体单独矿样试验。2、小官庄矿体的降镁试验。3、张家洼矿体单独矿样试验。4、小官庄和张家洼两矿体混合矿样的试验。试验工作室由北京矿冶研究院进行的，试验结果如下：2.3.1 原矿分析：1、原矿多元素分析： 表 2-1 原矿多元素分析元素TFeSFeCuCoMnCr含量%40.338.70.0720.0130.190.0058元素ZnNiTiO2PSAs含量%0.030.0240.20.0260.0170.0017元素SiO2Ae2O3CaOMgO含量%15.574.476.88.44由上表可见，原矿主要元素为铁，其中TFe占40.3%，SFe占38.7%，其次为铜，占原矿的0.072%2、原矿铁物相分析：表2-2 原矿铁物相分析矿物种类含量%分配率%磁铁矿22.0753.26半假象赤铁矿10.5925.56赤铁矿、褐铁矿（包括部分易溶硅酸盐）7.6818.53硅酸盐1.052.53黄铁矿0.050.12合计41.44100由上表可见，铁主要以磁铁矿、半假象赤铁矿、赤铁矿形式存在于原矿中，其中磁铁矿的含量为22.07%，分配率为53.26%；半假象赤铁矿的含量为10.59%，分配率为25.56%；赤铁矿、褐铁矿的含量为7.68%，分配率为18.53%。3、原矿钴物相分析硫化物含钴微量（少于0.001%），余下的皆为氧化物含钴。由于钴主要呈氧化钴存在，含量很少，本设计不考虑其回收利用。2.3.2 选矿试验结果张家洼和小官庄两处矿体，经过多次选矿试验结果可以看出，混合矿中除铁矿物可以回收之外，在选铁矿物的过程中，铜矿物在磁选尾矿和重选的铁精矿中大量富集，具有综合回收价值。记过试验浮选效果也较好。2.3.3选矿试验报告推荐意见历次选矿试验结果，无论是张家洼矿体试验报告，还是小官庄矿体试验报告，或是张家洼矿体和小官庄矿体混合矿补充试验结果，对不同选矿流程做了比较，结果都是一致的，推荐磁重浮选矿流程方案。重选部分，这次张家洼矿体和小官庄矿体的混合矿补充试验中，对重选流程和重选设备等都做了进一步的比较，以前两个矿的单独矿样试验时，其重选全部采用摇床选矿，在选别指标基本一样的情况下，由于摇床占地面积大等缺点，补充试验中用螺旋选矿机代替摇床，结果很好，因此，在补充试验报告总认为，重选部分采用螺旋选矿机为宜。2.4 厂区供电供水2.4.1 厂区供电1供电电源及配电电源的确定：“根据张家洼采选和矿山机修规划”在已建成110/35/6千伏总降压变电所6千伏供给选厂电源。按负荷性质来分，选矿厂属于第二类负荷。由于选矿厂负荷比较大，且距总降压较近，经过技术经济比较后，设计中考虑对选矿厂内采用二回路电缆线路进行供电，对厂区外尾矿部分采用二回路架空线路进行供电。根据电气设备的规格及规程规定，选矿厂采用下列各种电压：选矿厂的配电电压及高压电动机采用6千伏；低压动力电气设备采用380伏或380/220伏；照明电压采用380/220伏和检修照明36伏或12伏；2供电系统和变电所容量及位置的选择：选矿厂区内，由总降压变电所以二回路电缆线路供电于选矿厂主厂房配电所，电压为6千伏；每回路按厂区内负荷的70%考虑。厂区外尾矿系统，有总降压变电所以二回路架空线路供电，每一路负荷按100%考虑；电压亦为6千伏。根据选矿厂的连续性及系列性的特点在确定厂区内各变电所的容量和位置时，应根据工艺流程的要求进行分配，并考虑到每个变电所应设置在负荷中心。整个选矿厂共设置27座6/0.4/0.23千伏车间变电所。6千伏配电系统采用放射式或干线式；除厂区外采用架空输电线路外，余者均采用电缆。3继电保护和操作电源选矿厂设备的继电保护均按规程规定进行设计、由于选矿高压电机数量及操作次数多，故合闸电源采用220伏直流电源。4高压网路厂区高压架空线， 系根据导线的允许持续负荷及经济电流密度进行选择，并根据电压损失进行核验；电缆线路是按允许的持续负荷进行选择，并以短路电流的最小允许截面校验。由于选矿厂区各车间配置集中，高压网路不长，故厂区6千伏网路全部采用电缆线路，由总降压变电所送至配电所的电缆截面选择，按全部负荷的70%；由总降压变电所送至尾矿架空线路，每路其截面按全部负荷的100%选择；由于厂区内出线较多，故总砂泵站至总降压变电所之间为电缆，余着为架空线路。5防雷保护及接地根据规程要求，配电所应有防止过电压保护装置。设计中确定配电所6千伏母线上装置一套避雷装置，因有高压电机，故采用FCD1-756型磁吹式避雷器进行保护。高度大于15米以上的厂房和建筑物，需要考虑防雷设施，其电阻不大于10欧姆。电气设备按规程规定均应作保护接地，设计中将所有高压和低压电器设备的保护接地和中性点接地，采用共用的接地装置，接地电阻不大于4欧姆。接地极在可能的条件下，应利用自然接地极（一般的管道和建筑物的金属结构等）不可能利用自然条件时，采用40×40×4毫米，角钢长2.5米作为人工接地极。2.4.2 厂区供水选矿厂共有五种给水系统：1）生产给水系统：由总加压泵站直接供选矿厂，主要用户为选矿的浮选系统、部分磁选机地坪冲洗水。2）生活消火给水系统：由总加压泵站及水塔供水，主要用户为食堂和浴室等。3）环水给水系统：主要用户为自磨、球磨、磁选等。4）水封水给水系统：主要用户胶泵水封水。5）尾矿回水系统：将尾矿回水由尾矿坝送至选矿厂循环水泵站或环水产贮水池。第三章 方案设计及方案论证第三章 方案设计及方案论证干选精矿3.1 设计方案 自磨