选厂设计基础知识.ppt
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1、选厂设计基础知识,选厂设计基础知识,1、选矿工艺流程2、主要设备的选择3、辅助设备的选择4、总体布置及厂房内设备配置,第一部分 选矿工艺流程,1、选矿厂规模的划分与工作制度,1)选矿厂规模划分与服务年限,2)选矿厂工作制度,选矿厂工作制度是指选矿厂各车间的工作制度。设备作业率是指选矿厂各车间年作业率。各车间的工作制度是根据各车间设备的年作业率确定的。所谓设备年作业率是指各车间设备全年实际运小时数与全年日历小时数(即36524h)之比。设备全年实际运转小时数,一般取决于设备的质量、设备的装备水平、生产管理水平、原矿供应、水电供应、以及检修能力等因素。车间工作制度是指根据各车间的标志性生产设备运转
2、时间安排。根据选矿厂车间性质及原矿运输工作制度确定选矿厂各车间的工作制度。破碎车间的工作制度与采矿工作制度一致,为不连续工作。磨矿车间是选矿厂的主体车间,通称为主厂房。其工作制度采用连续工作制度。,设计小时处理量,可根据各车间的年或日处理量及其工作时数计算,即:q时=q年/(t)或q时=q日/t1 式中:q时、q年、q日分别为车间小时处理量、年 理量、日处理量;t 年日历小时数,t=8760;t1 设备日工作时数;设备年作业率。,2、影响工艺流程选择的因素,(1)产品方案和产品质量指标 设计时应尽可能地实现综合回收和综合利用。(2)预先富集 在破碎和磨矿流程中适当位置上增设预选作业,进行预先富
3、集,节约设备和能耗,降低生产成本,减少基建投资。(3)节约能耗 在常规破碎流程中应多考虑多碎少磨,尽量降低磨矿机给矿粒度。磨矿过程中避免过粉碎。(4)选矿厂的规模 一般来说,小型选矿厂不宜采用复杂的工艺流程。相反,在处理同样矿石情况下,规模大的选矿厂可采用较复杂的流程。(5)建厂地区的气候和技术经济条件 例如干旱寒冷地区,应选择用水少的流程或干式选别流程。(6)环境保护 设计工艺流程还要重视环境保护,特别是防止粉尘、毒物、废水、废渣、噪声、放射性物质及其它有害物质对环境的污染,进行综合治理和利用。,3、几种选矿工艺,1)磁选磁选工艺流程介绍磁选工艺流程,是一种磁铁矿的干湿联合选矿磁选工艺流程方
4、法,磁选工艺流程主要是对矿粉进行三级磁选处理,再经湿料磁选,磁选所选用的磁场强度为4001200GS,磁力滚筒转速为60320转/分,湿料经脱水制成成品铁精矿粉,一般铁含量在35%的矿石,经此法磁选后铁精矿粉铁含量可达6870%,该联合工艺方法,矿石利用率可达90%,工艺过程中用水量少,节省水,降低成本,减少污染,磁选中的粉尘由除尘装置捕集,不会造成空气污染,本方法是一种生产效率高,产品质量好,无环境污染的具有创造性的工艺方法。,磁选的基本条件矿物颗粒通过磁选机磁场时,同时受到磁力和机械力(重力、离心力,介质阻力、摩擦力等)的共同作用。磁性较强的矿粒所受的磁力大于其所受的机械力,而非磁性矿粒所
5、受磁力很小,则以机械力占优势。由于作用在各种矿粒上的磁力和机械力的合力不同,它们的运动轨迹也不同,从而实现矿物质的最终分选。想要顺利的分离出磁性矿粒,其必要条件是:磁性矿粒所受磁力必须大于与它方向相反的机械力的合力。磁选选矿生产线的流程大致为(料仓)-给料机-颚式破碎机-颚式细碎机-球磨机-螺旋分级机-磁选机(可得到精粉)。其中间的机器之间可用输送机相接。,磁选工艺流程详细方案磁选是应用最为广泛,技术最为成熟的工艺之一,主要用于对磁性矿物的选别,磁选机在这一流程中扮演了重要的角色。开采的矿石先由颚式破碎机进行破碎,破碎至合理细度后经由提升机、给矿机均匀送入球磨机,由球磨机对矿石进行粉碎、研磨。
6、经过球磨机研磨的矿石细料进入下一道工序:分级。螺旋分级机借助固体颗粒的比重不同而在液体中沉淀的速度不同的原理,对矿石混合物进行洗净、分级。经过洗净和分级的矿物混合料在经过磁选机时,由于各种矿物的比磁化系数不同,经由磁力和机械力将混合料中的磁性物质分离开来。注:此工艺按标准流程工艺设计,可按客户年产量及要求的不同优化设计。,磁选工艺流程图,2)浮选,浮选选矿是选矿应用最重要的工艺之一,使用更是十分广泛。据统计,有90%以上的有色金属矿物都是浮选工艺处理。除此之外,还用于黑色金属、贵金属以及非金属矿物的选矿,甚至近年来对水质的净化领域等。浮选工艺流程简介:矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒,
7、并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和,使与矿物颗粒作用,以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽,搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞,可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层,经机械刮取或从矿浆面溢出,再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿物颗粒,随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出。将无用矿物颗粒浮出,有用矿物颗粒留在矿浆中,称为反浮选,如从铁矿石中浮出石英等。,浮选工艺流程特点:泡沫浮选适于选别0.5mm至5m的矿粒,具体的粒限视矿种而定。入选的粒度小于5m 时需采用特殊的浮选方法。如絮凝浮选是用絮
8、凝剂使细粒的有用矿物絮凝成较大颗粒,脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石。载体浮选是用粒度适于浮选的矿粒作载体,使微细矿粒粘附于载体表面并随之上浮分选。还有用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和乳化浮选;以及利用高温化学反应使矿石中金属矿物转化为金属后再浮选的离析浮选等。用泡沫浮选回收水溶液中的金属离子时,先用化学方法将其沉淀或用离子交换树脂吸附,然后再浮选沉淀物或树脂颗粒。,浮选选矿是应用最重要的工艺之一,使用更是十分广泛。据统计,有90%以上的有色金属矿物都是浮选工艺处理。除此之外,还用于黑色金属、贵金属以及非金属矿物的选矿,甚至近年来对水质的净化领域等。从以上按标准工艺设计的浮选流程图中可以很
9、清晰地看到一般矿物的选矿处理过程,浮选机是进行浮选的重要装置,矿浆经过充分的充气搅拌后,有用矿物富集,完成浮选作业。流程中重要的步骤是浮选药剂的选择和操作,这样才能达到好的选矿目的。与其它选矿方法相比,浮选选矿经济合理,效果甚好。,3)重选,重力选矿是按矿物密度差分选矿石的方法,在当代选矿方法中占有重要地位。重选也是一种比较经济的选矿工艺。在钨、锡矿石选矿、黑色金属矿石选矿中占据重要的作用。(各个设备之间用输送机、提升机连接),重选工艺的主要工艺流程类型为:分级、跳汰、摇床和螺旋溜槽。重选工艺流程方面采用(1)贫、富分选,(2)粗、细分选,(3)砂、泥分选,防止过磨(磨前抛弃尾矿或选出精矿)等
10、较为合理的重选流程,以及采用磁、重、浮等各种联合流程;在机械化方面,采用重介质方法代替了手选,采用机械选矿设备代替人工淘洗等作业;在重选设备方面,研制了重介质(1)振动溜槽、(2)重介质毖流器、(3)梯形跳汰机、(4)复振跳汰机,(5)螺旋选矿机、(6)螺旋溜槽、(7)离心选矿机、(8)离心摇床等。而在这些选矿设备中有些则是我国创制的,例如离心选矿机和离心摇床。,重选工艺重力选矿的特点:1.重力选矿设备制造简单,设备稳定性好,操作方便,成本低廉。技术也相对成熟。2.在选矿生产中不耗用贵重的药剂,排出的尾矿对于环境污染小。3.丢弃块状围岩和粗粒尾矿,选别嵌布粒度较粗的弱磁性矿物;4.与其他选矿方
11、法配合回收嵌布粒度较细的弱磁性矿物。5.在有矿物嵌布粒度较粗的情况下,重选可以得到较好的分选指标。可以生产出粗精矿或混合精矿,也可以得到最终精矿。重选法被推广应用于处理铁矿石,并在铅、锌、锑有色金属矿山建立起重介质预选车间,另外重选法还在建材、化工,特别是煤炭工业中得到广泛的应用,且已达到了世界先进水平。,4)全泥氰化炭浆法提金,全泥氰化炭浆法提金冶炼工艺是指将金矿石全部磨碎泥化制成矿浆(一200目含量占9095%以上)后,先进行氰化浸出,再用活性炭直接从矿浆中吸附已溶金载金、炭解吸电积金泥直接分离提纯熔炼的工艺方法。包括原料准备、搅拌氰化浸出活性炭逆流吸附、载金炭解吸电积、金泥分离提纯熔炼铸
12、锭、活性炭活化再生和含氰污水处理等七个作业阶段。泥化制成矿浆(一200目含量占9095%以上)后,先进行氰化浸出,再用活性炭直接从矿浆中吸附已溶金载金、炭解吸电积金泥直接分离提纯熔炼的工艺方法。包括原料准备、搅拌氰化浸出活性炭逆流吸附、载金炭解吸电积、金泥分离提纯熔炼铸锭、活性炭活化再生和含氰污水处理等七个作业阶段。,破碎阶段一般采用两段开路破碎或两段一闭路破碎流程。常用破碎筛分流程物料经过预先筛分,筛上粗物料进入一段破碎,破碎后再经二段筛分破碎后即进入磨矿作业。作业的目的主要控制各段破碎比和保证二段破碎产品的粒度,采用二段一闭路流程更能严格保证破碎物的粒度。一般各段破碎比为35,太大或太小均
13、不利于提高破碎效率、降低成本和保护设备。二段破碎产品粒度应小于11.5cm,最大不超过3cm,可以通过调节破碎机排矿口尺寸来控制。生产中要贯彻“预先筛分,多破少磨”的原则。,磨矿阶段多采用两段两闭路磨矿流程。第一段闭路磨矿分级流程由格子型球磨机和螺旋分级机组成。第二段闭路磨矿分级流程由溢流型球磨机和水力旋流器组成。将第二段闭路磨矿分级流程的预先分级和检查分级合并在一起有利于提高磨矿效率和保证产品细度。破碎好的含金物料经过第一段闭路磨矿分级流程后,矿浆中一200目含量为55%65%。再经过第二段闭路磨矿分级流程后矿浆中一200目物料含量就可达90%95%以上,符合全泥氰化工艺的细度要求。本段作业
14、主要控制磨矿浓度、溢流浓度和溢流细度。一般磨矿浓度:第一段为75%80%,第二段为60%65%;溢流浓度:第一段为25%30%,第二段为14%20%;溢流细度(一200目含量):第一段为55%65%,第二段为9095%以上。,除屑作业多级除屑流程。第一级除屑作业设在碎矿前,要人工捡出原矿中木屑等杂物。第二级除屑作业设在螺旋分级机的溢流处,采用孔径为23mm的平面筛板。第三级除屑作业设在水力旋流器给矿前,采用20目的平面筛网。第四级除屑作业设在浓缩脱水前,采用2428目的弧形筛。本段作业须及时清除筛上杂物,并经常检查筛网使用情况,发现损坏及时更换,以保证矿浆的除屑质量。矿浆在氰化浸出前需要严格除
15、屑是因为原矿带进的木屑,砂砾、导火线、编织袋的碎片、渣子等杂物,容易造成水力旋流器的进浆口及沉砂口,浓缩机的排矿口、管道、级间筛等部位的堵塞;砂砾的存在会增大活性炭的磨损;木屑等的存在会吸附已溶金而造成金的流失,木屑还可能在再生窑中转变为易碎炭而降低金的实收率。因此,除屑作业非常重要,要按由粗到细的顺序尽可能地多设除屑筛网层级。,制浆阶段主要在浓缩机中进行,多采用高效浓密机、单层浓缩机或多层浓缩机。符合全泥氰化炭浆法提金工艺条件的矿浆,其矿浆浓度为40%45%,矿浆PH值为1011,而由磨矿作业输送来的矿浆浓度为14%20%,PH值为710。本段作业需通过调节浓缩机底流量和絮凝剂用量来控制矿浆
16、浓度,通过调节加入球磨机中的石灰量或加入浓缩机中的氢氧化钠量来控制矿浆的PH值,使之符合下一步浸出吸附作业要求。,搅拌氰化浸出阶段搅拌氰化浸出又称预浸作业,一般由两个高效节能浸出槽(1号槽和2号槽)串联组成。矿浆由上段作业输送到1号槽,再由1号槽自流进入2号槽。本段作业主要是控制浸出矿浆中氰根离子浓度和氧含量。适宜的氰根离子浓度为0.05%0.08%,通过调节氰化钠的给药量来控制。矿浆中氧含量通常用充气量和充气压力来表示,一般充气量为0.02m3/m3min,充气压力为100KPa。生产中通常以矿浆表面均匀弥散515mm直径的小气泡为宜,通过调节气泵总阀门和各槽的充气阀门加以控制。,活性炭逆流
17、吸附阶段矿浆氰根浓度 比搅拌氰化浸出阶段略低,为0.02%0.05%,而且由3号槽向以后各槽逐渐降低,7号槽最低为0.02%0.03%。通过调整氰化钠的添加量来控制。矿浆氧含量 比搅拌浸出阶段略低,通过调节各槽充气阀门控制。底炭密度 底炭密度即为每升矿浆中活性炭的含量,一般为1015g/L。为了保证金的回收率,通常7号槽的底炭密度略高,为1520g/L。底炭密度可以通过调节加炭量、串炭量、提炭量来控制。串炭速度 串炭速度又称串炭频率,是指单位时间内的串炭次数。根据对吸附系统中金的质量平衡研究,串炭速度与炭载金量的乘积是一个常数。为保持适宜的炭载金量,就要选择一定的串炭速度,一般为一天串炭一次。
18、,串炭量 为保持吸附系统金总量平衡,保持槽内或槽之内炭的吸附性能,串炭量应与槽中储存的活性炭量之间有一个适宜的百分比,这个比值一般为1020%。调节串炭时间的长短可以控制串炭量的大小。炭载金量 在确保吸附率的前提下,炭载金量尽可能高,但炭载金量越高,金在吸附系统中的储存量就越多,资金周转就会受到影响,因此适宜的炭载金量、合理的串炭制度,对炭浆厂来说是非常重要的。一般最终载金炭金含量为469/kg,可以通过调节提炭量来控制。尾液金含量 尾矿浆溶液中金含量一般为0.020.1g/m3,超过这一数值时则说明活性炭吸附有问题,吸附率降低了,可以通过增加底炭密度、降低载金炭含量、缩短串炭时间等方法来控制
19、。,尾矿品位 一般为0.20.3g/t,最高不超过0.5g/t。此技术指标的调节控制较为复杂,在现有的设备工艺上可以通过提高磨矿细度、降低矿浆浓度、减少处理量、延长浸出时间等方法综合调节控制。总之,上述各项技术指标都不是孤立的,而是互相联系的、统一的有机整体,任何一种调节方法所起的作用也不是单方面的,所以在生产操作中要根据具体情况,综合考虑,找出最佳的调控措施,以提高金的总回收率,达到最好的经济效益。,第二部分选厂主要设备的选择,1、选矿厂设备选择的依据,选矿厂设计中,选矿工艺设备的选择和计算是根据设计工艺流程中提出的各作业处理物料和相应的产品质量、并考虑到物料的机械物理性质、粒度组成、设备性
20、能和制造质量、类似企业的生产定额以及选矿厂的工作制度等确定的。,2、选矿厂设备选择的一般原则,(一)选定的设备要适应选矿厂的生产能力、设计工艺流程操作的特点和当地的条件。(二)选定的设备既要技术先进又要性能可靠,保证生产且留有余地,便于操作及维修。(三)根据选矿厂的规模选定相应的设备,尽可能大型化,以节约占地在面积,节约投资,提高劳动和平率。(四)主要设备的选择,要进行调查研究,经过技术经济多方案比较后选定。主要设备技术经济比较指标包括设备重量、安装功率、设备投资、车间安装设备的面积和容积等。(五)在选择主要设备的同时要重视辅助设备的选择。设计中辅助设备的选定和设计适当与否,关系到试车投产的顺
21、利进行。要尽量考虑周到,避免在试车投产中修改更换,影响正式投产期限。(六)各系列中选用设备,同类设备的规格型号尽可能相同,以利于检修、更换部件及减少备品备件的贮备量。(七)重视节能,选用高效率的节能设备。,3、设备的备用,选矿厂的主要设备如破碎、磨矿、选别、浓缩等设计中不考虑备用设备。应在中重视设备的维修,达到良好的完好率。但某些设备为了保证连续生产,应考虑备用设备如下:1)对于大型选矿厂筛分设备每45台备一台。2)精矿过滤设备,大中型厂每45台安装一台备用。小型厂以及精矿量少的大中型选矿厂,不安装备用设备。检修时可将精矿存放于浓缩机或缓冲槽中。3)输送矿浆的砂泵,每12台,安装一台备用。,选
22、矿的一般流程是原矿碎矿磨矿分级选别。有的选矿工艺中会有筛分。下面对各个工作流程所用的设备进行详细的介绍。,4、破碎设备,破碎设备主要有颚式破碎机,圆锥破碎机,旋回式破碎机,锤式破碎机,辊式破碎机,反击式破碎机,冲击式破碎机等。属于工程机械范畴。共同特点:原始材料建筑等行业破碎的基础性工程机械。鄂式破碎机和圆锥破碎机适合于破碎非常坚硬的岩石块(抗压强度在150-250Mpa);旋回式破碎机适合于破碎坚硬(抗压强度在100MPA以上)和中等硬度(抗压强度在100MPA左右)的岩石块。锤式破碎机适合于破碎中等硬度的脆性岩石(极限抗压强度在100MPA以下的);辊式破碎机适合于破碎中等硬度的韧性岩石(
23、极限抗压强度在70MPA左右)。,实际选用时,还应该根据具体情况考虑下列因素:1)物料的物理性质,如易碎性,粘性,水分泥沙含量和最大的给料尺寸等。2)成品的总生产量和级配要求,据已选择破碎机类型和生产能力。3)技术经济指标,做到既合乎质量,数量的要求,操作方便,工作可靠,又最大限度的节省费用。,5、筛分设备,分为固定筛和振动筛两种。固定筛是由平行排列的钢条或钢棒组成,钢条和钢棒称为格条,格条借横杆联接在一起。固定筛有两种:即格筛和条筛。格筛装在粗矿仓上部,以保证粗碎机的入料块度合适,格筛的筛上大块需要用手锤或其他方法破碎,使其过筛。固定格筛一般是水平安装的。条筛主要用于粗碎和中碎前作预先筛分,
24、一般为倾斜安装,倾角的大小应能使物料沿筛面自动的下滑。一般筛分矿石时,倾角为4050,对于大块矿石,倾角可稍减小,对于粘性矿石,倾角应稍增加。条筛筛孔尺寸约为要求筛下粒度的1.11.2倍,一般筛孔尺寸不小于50mm。条筛的宽度决定于给矿机、运输机以及碎矿机给矿口的宽度,并应大于给矿中最大块粒度的2.5倍。,振动筛是利用振子激振所产生的复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动,而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动,其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。振动筛主要分为直线振动筛、圆振动筛、高频振动筛。振动筛按振动器的类型可分为单轴振动筛和双轴振动筛。单轴振动筛是利用单不平衡重激
25、振使筛箱振动,筛面倾斜,筛箱的运动轨迹一般为圆形或椭圆形。双轴振动筛是利用同步异向回转的双不平衡重激振,筛面水平或缓倾斜,筛箱的运动轨迹为直线。振动筛有惯性振动筛、偏心振动筛、自定中心振动筛和电磁振动筛等类型 振动筛的主要优点:1)由于筛箱振动强烈,减少了物料堵塞筛孔的现象,使筛子具有较高的筛分效率和生产率。2)构造简单,拆换筛面方便。3)筛分每吨物料所消耗的电能少。,6、磨矿设备,磨矿机共有四种类型:棒磨机、球磨机、自磨机和砾磨机。1)棒磨机 常用于脆性矿石或需要进行选择性磨碎矿石的粗磨。在粗粒磨矿,产品粒度为13mm时,棒磨机生产能力大于同规格的球磨机;棒磨机的给矿粒度一般为1525mm;
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