1、3. 3. 选矿工艺流程的设计与计算选矿工艺流程的设计与计算选矿厂设计的目标选矿厂设计的目标n选矿厂设计的目标是选择和制定工艺成选矿厂设计的目标是选择和制定工艺成熟、技术先进、生产可靠、经济效益高熟、技术先进、生产可靠、经济效益高的方案。因此，工艺流程的设计和计算的方案。因此，工艺流程的设计和计算是选矿厂设计的首要工作。是选矿厂设计的首要工作。3.1 影响工艺流程选择的因素影响工艺流程选择的因素n（1）产品方案和产品质量指标；）产品方案和产品质量指标；n（2）预先富集）预先富集(预先抛弃废石预先抛弃废石,提高入选矿石提高入选矿石品位品位)；n（3）节约能耗）节约能耗(采用多碎少磨及阶段磨矿等工
2、采用多碎少磨及阶段磨矿等工艺流程艺流程)；n（4）与选矿厂的规模相适应；）与选矿厂的规模相适应；n（5）建厂地区的气候和技术经济条件；）建厂地区的气候和技术经济条件；n（6）环境保护。）环境保护。n经多方案的技术经济比较经多方案的技术经济比较,确定最隹方案。确定最隹方案。3.2 破碎磨矿流程的制定与计算破碎磨矿流程的制定与计算3.2.1 碎磨流程的重要性碎磨流程的重要性 碎磨流程是矿石入选前的准备作业，是碎磨流程是矿石入选前的准备作业，是实现有用矿物单体分离、提供经济而合适入实现有用矿物单体分离、提供经济而合适入选粒度的重要手段。在选矿厂中破碎和磨矿选粒度的重要手段。在选矿厂中破碎和磨矿车间的
3、基建投资和生产成本占选矿费用的大车间的基建投资和生产成本占选矿费用的大部分，因此，碎磨作业是选矿厂的关键作业。部分，因此，碎磨作业是选矿厂的关键作业。选择合适的碎磨流程是选矿厂设计中最重要选择合适的碎磨流程是选矿厂设计中最重要的决策之一。的决策之一。3.2.2 常用的碎磨流程常用的碎磨流程n破碎破碎-球磨球磨-球磨流程；球磨流程；n破碎破碎-棒磨棒磨-球磨流程；球磨流程；n破碎破碎-棒磨棒磨-砾磨流程；砾磨流程；n破碎破碎-球磨流程；球磨流程；n单段自磨流程；单段自磨流程；n自磨（半自磨）自磨（半自磨）-球磨流程；球磨流程；n自磨自磨-砾磨流程；砾磨流程；n单段半自磨流程。单段半自磨流程。3.
4、2.3 碎磨流程设计的依据碎磨流程设计的依据n参考生产实践；参考生产实践；n矿石可碎性资料。矿石可碎性资料。3.2.4 影响碎磨流程选择的主要因素影响碎磨流程选择的主要因素n（1）矿石性质；）矿石性质；n（2）设备性能；）设备性能；n（3）能耗与钢耗；）能耗与钢耗；n（4）流程方案的投资和生产费用）流程方案的投资和生产费用 流程结构流程结构 磨矿方式磨矿方式 设备规格设备规格3.2.5 破碎筛分流程的制定与计破碎筛分流程的制定与计算算n3.2.5.1 破碎筛分流程的制定破碎筛分流程的制定 破碎筛分流程一般包括破碎、预先筛分破碎筛分流程一般包括破碎、预先筛分和检查筛分作业，必要时还包括洗矿和预选
5、和检查筛分作业，必要时还包括洗矿和预选作业。一个破碎作业与一个筛分作业组成一作业。一个破碎作业与一个筛分作业组成一个破碎段，各破碎段组合构成破碎筛分流程。个破碎段，各破碎段组合构成破碎筛分流程。因此，破碎筛分流程制定需要解决：因此，破碎筛分流程制定需要解决： 1破碎段数的确定；破碎段数的确定； 2是否应用预先筛分或检查筛分；是否应用预先筛分或检查筛分； 3是否洗矿和预选等问题。是否洗矿和预选等问题。（1）破碎段数的确定）破碎段数的确定n破碎筛分作业的任务是为磨矿作业提供合适破碎筛分作业的任务是为磨矿作业提供合适的给矿粒度；或直接为选别、冶炼、建筑等的给矿粒度；或直接为选别、冶炼、建筑等提供适宜
6、的使用粒度。提供适宜的使用粒度。n破碎段数主要取决于原矿最大粒度与破碎最破碎段数主要取决于原矿最大粒度与破碎最终产物的粒度，即取决于要求的总破碎比。终产物的粒度，即取决于要求的总破碎比。 *原矿最大粒度与矿山规模、采矿方法及铲运原矿最大粒度与矿山规模、采矿方法及铲运设备有关。设备有关。 *破碎最终产物粒度根据用途决定。破碎最终产物粒度根据用途决定。原矿最大粒度原矿最大粒度破碎最终产物粒度的确定破碎最终产物粒度的确定（1）破碎段数的确定）破碎段数的确定n一般矿山供给选厂的矿石最大粒度范围为一般矿山供给选厂的矿石最大粒度范围为200-1400mm，根据球磨机是以给矿粒度范围应小于根据球磨机是以给矿
7、粒度范围应小于20-10mm。则：。则：即：常规破碎流程总破碎比的范围是即：常规破碎流程总破碎比的范围是10-140。式中：式中：S-破碎作业的总破碎比；破碎作业的总破碎比； Dmax、Dmin-原矿的上限和下限粒度；原矿的上限和下限粒度； dmax、dmin-磨机给矿的上限和下限粒度。即最磨机给矿的上限和下限粒度。即最终破碎产物中最大粒度（终破碎产物中最大粒度（95%通过筛孔的粒度）通过筛孔的粒度）140101400minmaxmaxdDS1020200maxminmindDS（1）破碎段数的确定）破碎段数的确定n各种破碎机在不同工作条件下的各种破碎机在不同工作条件下的破碎比范围破碎比范围最
8、大的只有最大的只有8-40，金属矿山常用破碎机只有，金属矿山常用破碎机只有4-8。即使最小的破碎比为。即使最小的破碎比为10也不能只采用一段也不能只采用一段破碎流程。所以应根据矿石性质和使用破碎破碎流程。所以应根据矿石性质和使用破碎机的性能将总破碎比分成两段或三段来实现。机的性能将总破碎比分成两段或三段来实现。n总破碎比与各段破碎比之间的关系：总破碎总破碎比与各段破碎比之间的关系：总破碎比等于各段破碎比之积，即：比等于各段破碎比之积，即：S=S1*S2*S3破碎比范围破碎比范围（2）预先筛分和检查筛分的确定）预先筛分和检查筛分的确定n预先筛分：是在矿石进入破碎机之前的筛分预先筛分：是在矿石进入
9、破碎机之前的筛分作业。作业。目的：目的：预先筛出合格粒级，减少进入破碎机的物预先筛出合格粒级，减少进入破碎机的物料量，提高破碎机的生产能力，防止物料过料量，提高破碎机的生产能力，防止物料过粉碎，减少湿细物料对破碎机工作的影响。粉碎，减少湿细物料对破碎机工作的影响。存在问题：存在问题：需要增加相关设备及厂房高度等。需要增加相关设备及厂房高度等。应用条件：应用条件：主要根据矿石中细粒级的含量来决定。主要根据矿石中细粒级的含量来决定。 （2）预先筛分和检查筛分的确定）预先筛分和检查筛分的确定n检查筛分：目的是为了控制破碎产品的检查筛分：目的是为了控制破碎产品的粒度，并利于充分发挥破碎机的生产能粒度，
10、并利于充分发挥破碎机的生产能力。力。优点：优点：提高破碎效率，更好地发挥破碎机提高破碎效率，更好地发挥破碎机的生产能力。的生产能力。缺点：缺点：设备配置复杂化、投资增加。设备配置复杂化、投资增加。应用条件：应用条件：一般只在最后一个破碎段采用一般只在最后一个破碎段采用检查筛分。检查筛分。（3）常用的破碎筛分流程）常用的破碎筛分流程n破碎筛分流程的单元流程破碎筛分流程的单元流程（3）常用的破碎筛分流程）常用的破碎筛分流程n常用的破碎筛分流程常用的破碎筛分流程（3）常用的破碎筛分流程）常用的破碎筛分流程n开路流程开路流程优点：简化设备配置、减少细碎机和筛子优点：简化设备配置、减少细碎机和筛子的台数
11、、投资低。的台数、投资低。缺点：最终产物的粒度较粗。缺点：最终产物的粒度较粗。应用条件：当磨矿机的给矿粒度较粗时，应用条件：当磨矿机的给矿粒度较粗时，以及处理含泥、含水量较大的矿石时，以及处理含泥、含水量较大的矿石时，采用开路破碎。采用开路破碎。（3）常用的破碎筛分流程）常用的破碎筛分流程n闭路流程闭路流程优点：破碎产物粒度细，有利于提高磨矿优点：破碎产物粒度细，有利于提高磨矿机的生产能力、降低碎磨过程的总能耗机的生产能力、降低碎磨过程的总能耗和生产成本。和生产成本。缺点：需要的设备台数多、配置复杂、投缺点：需要的设备台数多、配置复杂、投资高。资高。应用条件：设计应尽量采用闭路流程。应用条件：
12、设计应尽量采用闭路流程。（3）常用的破碎筛分流程）常用的破碎筛分流程n两段或三段流程的确定两段或三段流程的确定 根据矿石硬度、原矿最大粒度、磨矿机根据矿石硬度、原矿最大粒度、磨矿机的给矿粒度以及选矿厂的规模等条件综的给矿粒度以及选矿厂的规模等条件综合决定。合决定。3.2.5.2 破碎筛分流程的计算破碎筛分流程的计算n计算内容：在破碎筛分作业中，只考虑矿石粒度计算内容：在破碎筛分作业中，只考虑矿石粒度和粒度组成的变化，不考虑品位和回收率（洗矿、和粒度组成的变化，不考虑品位和回收率（洗矿、手选除外）。所以，手选除外）。所以，计算内容为：计算各破碎产计算内容为：计算各破碎产物和筛分产物的重量和产率。
13、物和筛分产物的重量和产率。n计算目的：确定各破碎、筛分产物的绝对矿量计算目的：确定各破碎、筛分产物的绝对矿量（即产量（即产量qi）和相对矿量（即产率）和相对矿量（即产率i），有时还需），有时还需要确定破碎筛分过程中的物料粒度及其粒度组成，要确定破碎筛分过程中的物料粒度及其粒度组成，为破碎、筛分和辅助设备的选择提供依据为破碎、筛分和辅助设备的选择提供依据。n计算原则：忽略少量机械损失及其它流失、遵循计算原则：忽略少量机械损失及其它流失、遵循进入各作业的矿量和各作业排出的矿量相等的原进入各作业的矿量和各作业排出的矿量相等的原则，按照建立的则，按照建立的平衡方程式平衡方程式求得求得qi和和i。（1）
14、流程计算所需的原始资料）流程计算所需的原始资料n按原矿计的选矿厂（或破碎筛分厂）生产能按原矿计的选矿厂（或破碎筛分厂）生产能力；力；n矿石的物理性质，主要是矿石的可碎性（硬矿石的物理性质，主要是矿石的可碎性（硬度）、松散密度、含泥量、含水量等。度）、松散密度、含泥量、含水量等。n原矿粒度特性；原矿粒度特性；n各段破碎及产物的粒度特性；各段破碎及产物的粒度特性；n原矿最大粒度及要求最终产物的最大粒度；原矿最大粒度及要求最终产物的最大粒度；n各段筛分作业的筛分效率等。各段筛分作业的筛分效率等。原矿及各段破碎机产物粒度特性原矿及各段破碎机产物粒度特性n通过工业试验直接求出；通过工业试验直接求出；n借
15、用与所处理矿石可碎性相近选矿厂的借用与所处理矿石可碎性相近选矿厂的实际粒度特性曲线；实际粒度特性曲线；n采用典型粒度特性曲线。采用典型粒度特性曲线。粒度特性曲线粒度特性曲线粒度特性曲线粒度特性曲线粒度特性曲线粒度特性曲线粒度特性曲线粒度特性曲线筛分效率确定筛分效率确定n根据实际资料合理确定根据实际资料合理确定 粗碎和中碎前作预先筛分用的固定条筛粗碎和中碎前作预先筛分用的固定条筛的筛分效率一般为的筛分效率一般为50-60%；中碎和细碎；中碎和细碎的预先筛分与检查筛分用的振动筛的筛的预先筛分与检查筛分用的振动筛的筛分效率一般为分效率一般为80-85%。筛孔尺寸的确定筛孔尺寸的确定n筛孔尺寸和筛孔形
16、状与物料形状有关。筛孔尺寸和筛孔形状与物料形状有关。n预先筛分的筛孔尺寸一般在破碎机排矿口预先筛分的筛孔尺寸一般在破碎机排矿口与该段破碎机产物最大粒度之间选取，但与该段破碎机产物最大粒度之间选取，但固定棒条筛筛孔不能小于固定棒条筛筛孔不能小于50mm。n检查筛分筛孔若是方孔，一般为破碎产物检查筛分筛孔若是方孔，一般为破碎产物最大粒度最大粒度(dmax)的的1.2倍，此时破碎机排矿口倍，此时破碎机排矿口一般不大于一般不大于0.8dmax，否则将增大闭路循环，否则将增大闭路循环量。量。（2）破碎筛分流程计算的步骤）破碎筛分流程计算的步骤n确定工作制度，计算破碎车间小时处理能力；确定工作制度，计算破
17、碎车间小时处理能力；n计算总破碎比及分配各段破碎比；计算总破碎比及分配各段破碎比；n计算各段破碎机产物的最大粒度；计算各段破碎机产物的最大粒度；n计算各段破碎机的排矿口宽度（计算各段破碎机的排矿口宽度（b）：）： 开路破碎机：开路破碎机：b=dmax/Z（相对过大颗粒系数）（相对过大颗粒系数） 闭路破碎机：闭路破碎机：b=0.8dmaxn确定各段筛子的筛孔尺寸和筛分效率；确定各段筛子的筛孔尺寸和筛分效率；n计算各产物的矿量和产率；计算各产物的矿量和产率；n绘制数量流程图。绘制数量流程图。Z值值（3）各单元流程的计算方法）各单元流程的计算方法（4）破碎筛分流程计算实例）破碎筛分流程计算实例n根据
18、以下条件制定和计算破碎筛分流程。根据以下条件制定和计算破碎筛分流程。原始条件为处理含铜黄铁矿的选矿厂，原始条件为处理含铜黄铁矿的选矿厂，按原矿计其处理能力为按原矿计其处理能力为132万万t/a，原矿，原矿给矿最大粒度为给矿最大粒度为1000mm，矿石松散密，矿石松散密度为度为1.8t/m3，矿石普氏硬度为，矿石普氏硬度为8-10，属，属中硬矿石；原矿及破碎机产物粒度特性中硬矿石；原矿及破碎机产物粒度特性曲线采用典型粒度特性曲线；要求采用曲线采用典型粒度特性曲线；要求采用常规碎磨流程。常规碎磨流程。A.确定工作制度确定工作制度,计算破碎车间生计算破碎车间生产能力产能力n确定破碎车间与采矿工作制度
19、一致确定破碎车间与采矿工作制度一致,采用采用连续工作制连续工作制,全年工作全年工作365d，设备作业率，设备作业率68%。因此，全年设备运转。因此，全年设备运转330d，每天，每天3班，每班运转班，每班运转6h，故破碎车间的生产，故破碎车间的生产能力为：能力为：htQorhtTQQaa/222633301320000:/22268. 083365132000011B.计算总破碎比及分配各段破计算总破碎比及分配各段破碎比碎比n因破碎产物给入球磨机，故确定最终破碎因破碎产物给入球磨机，故确定最终破碎产品粒度为产品粒度为12mm。n总破碎比：总破碎比：S总总=Dmax/dmax=1000/12=83
20、.3n根据总破碎比值采用三段一闭路流程。并根据总破碎比值采用三段一闭路流程。并初步拟定，第一段选用颚式破碎机，第二初步拟定，第一段选用颚式破碎机，第二段选用标准圆锥破碎机，第三段选用短头段选用标准圆锥破碎机，第三段选用短头圆锥破碎机。各段圆锥破碎机。各段破碎比破碎比分配如下：分配如下：3 .8341. 540. 450. 3321SSSS总三段一闭路破碎流程三段一闭路破碎流程C.计算各段破碎产物的最大粒度计算各段破碎产物的最大粒度nd5=Dmax/S1=1000/3.5=285.7（取（取286mm)nd9=Dmax/(S1S2)=d5/S2=286/4.4=65mmnd11=Dmax/(S1
21、S2S3)=d9/S3=65/5.41=12mmD.计算各段破碎机的排矿口宽度（计算各段破碎机的排矿口宽度（b）n开路破碎机排矿口应保证排矿中的最大开路破碎机排矿口应保证排矿中的最大粒度不超过本段所要求的产物粒度，按粒度不超过本段所要求的产物粒度，按照照b=dmax/Z计算。计算。n闭路破碎的破碎机排矿口宽度，按照闭路破碎的破碎机排矿口宽度，按照b=0.8d11计算。计算。 b1=d5/Z1=286/1.6=178.8mm（取（取179mm） b2=d9/Z2=65/1.9=34.2 （取（取34mm） b3=0.8d11=0.812=9.6mm （取（取9mm）E.确定各段筛子的筛孔尺寸和确
22、定各段筛子的筛孔尺寸和筛分效率筛分效率n第一段和第二段预先筛分采用棒条筛，其筛孔第一段和第二段预先筛分采用棒条筛，其筛孔尺寸分别为尺寸分别为a1=180mm、a2=50mm（预先筛分的（预先筛分的筛孔尺寸应在该段破碎机排矿口宽度与排矿最筛孔尺寸应在该段破碎机排矿口宽度与排矿最大粒度之间选取，如破碎机负荷率低，则筛孔大粒度之间选取，如破碎机负荷率低，则筛孔可等于或稍小于排矿口宽度；固定棒条筛筛孔可等于或稍小于排矿口宽度；固定棒条筛筛孔不能小于不能小于50mm），其筛分效率为），其筛分效率为E1=E2=60%。n第三段预先筛分和检查筛分采用振动筛，其筛第三段预先筛分和检查筛分采用振动筛，其筛孔孔a
23、3=1.2d11=14.4mm（取（取15mm）；筛分效率）；筛分效率E3=80%。F.计算各产物的矿量和产率计算各产物的矿量和产率q1=q5=q9=q11=222t/h; 1=5=9=11=100%q2=q11-180E1=2220.280.6=37.3t/h 2=q2/q1100%=37.3/222=16.80%q3=q4=q1-q2=222-37.3=184.7t/h3= 4 = 1- 2=100-16.8=83.20%q6=q55-50E2=2220.270.6=36.0t/h 6=q6/q1100%=36.0/222=16.22%q7=q8=q5-q6=222-36.0=186.0t/h7= 8 = 5- 6=100-16.22=83.78%三段一闭路破碎流程粒度特性曲线F.计算各产物的矿量和产率计算各产物的矿量和产率C=(1-9-15E3)/ (13-15E3) =(1-0.350.8)/(0.750.8)=120%13=C=120%12= 13=120%q13= 13q1=1.2222=266.4t/hq10=q9+q13=q9(1+C)=222(1+1.2)=488.4t/hG.绘制破碎筛分流程数量流程图绘制破碎筛分流程数量流程图
