矿物加工工程设计课程设计.docx

《矿物加工工程设计》课程设计——

《矿物加工工程设计》
课程设计

姓 名：
学 号
班 级：矿物试验1302班
学 院：资源加工与生物工程学院

课程设计说明书
目录
第一章 设计任务书·······························1
第二章 破碎设备的选择和计算·····················5
第三章 筛分设备的选择和计算····················10
第四章 磨矿及分级设备选择和计算················12
第五章 浮选计算································16
第六章 矿浆流量数据计算························19
第七章 浮选的设备的选择························24
第八章 脱水设备的选择和计算····················26
第九章 搅拌设备的计算和选择····················28
第十章 设备计算汇总表··························28
第十一章 矿仓设计······························32

附件一:工艺流程总图
附件二:数质量矿浆流程图
附件三:磨矿矿仓图

第一章 设计任务书
一、 设计目的
1，通过课程设计，巩固和深化《矿物加工工程设计》课程所学内容，初步掌握设计说明书编写、工程绘图机程序设计的基本方法。
2，在设计过程中，运用所学专业知识，解决设计中出现的基本问题，提高分析问题和解决问题的能力。
3，学会使用各种设计参考书、文献、手册、图表、国家标准和规范等资料。
4，学会使用计算机编写设计说明书。
5，通过流程设计的计算机编程，提高计算机应用和操作能力；通过设备配置和绘图，提高识图和绘图的能力。
二、 设计内容
（一） 、破碎流程的计算、设备选择和计算
1，破碎流程见附件。
2，计算的原始资料：
1），按原矿计的生产能力1000t/d；、
2），矿石属于中等可碎性矿石，矿石的密度，松散密度；
3），原矿最大粒度为500mm；
4），最终破碎产物最大粒度；
5), 原矿的粒度特性；
6），各段破碎机排矿产物粒度特性；
7），各段筛子的筛分效率，，；
8），年工作330天，每班工作5.0h，每天3班，年作业率56.51%；
3，计算项目：
1），计算各产物的重量Q（t/h），产率（%）；
2），计算破碎机、筛子所需的台数，通过技术经济方案比较，确定最佳的设备方案，但必须指出，破碎流程计算和破碎筛分是同时进行的，往往要通过多次调整和反复计算，使各段破碎筛分设备的负荷率基本平衡后才能确定。

（二）、磨矿流程计算、设备和计算
1，磨矿流程见附件；
2，计算用的原始资料：
1）按原矿计的生产能力900t/d；
2）原矿中-0.074mm的含量为1～2%；
3）磨矿粒度为-0.074mm占65%；
4）磨矿最合适的循环负荷为S=300%；
5）标准磨矿机单位生产能力（按0.074mm计）计算条件如下：现厂为DL=21003000mm溢流型球磨机，磨中等硬度矿石，给矿粒度12mm（-0.074mm含量为10%），最终产物65%-0.074mm，磨机生产能力为18t/h·台；
3、 计算项目：
1） 计算各产物重量Q(t/d)，产率（%）；
2） 计算磨矿机、分级机所需台数，通过技术经济比较，确定磨机和分级机最佳设备方案，并要符合自流连接。

（三）选别流程和矿浆流程计算、设备选择和计算
1浮选流程（见附件）
2计算所用原始资料：
（1） 按原矿计的生产能力（t/d）；
（2） 必要而充分的原始条件（见附件）；
（3） 各选别作业浮选时间t（见附件）；
（4） 计算各选别作业所需浮选机的槽数；

（四）脱水设备的选择和计算
1计算用的原始资料：
（1）精矿量(t/d)（由流程计算得)；
（2）浓密机、过滤机单位生产能力（t/）
2计算项目：
（1）计算浓密机所需台数；
（2）计算过滤机所需台数。

(五)、图纸
（1） 磨浮主厂房设备配置的平、断面图各1张；
（2） 工艺流程总图、数质量及矿浆流程图、磨矿矿仓图分别见见附件1、2、3。

三、 设计任务
我的任务是设计1000t/d,原矿最大粒度500mm，最终破碎产物最大粒度为12mm的选矿流程和设备配置。

四、 设计流程
设计流程（见附件）

五、 设计要求
1、在规定时间内，独立完成任务书规定的全部设计任务，发现抄袭将严惩；
2、设计文件包括：设计说明书（含破碎流程计算、设备选择和计算；磨矿、选别流程计算）、数质量及矿浆流程图、磨浮主厂房设备配置的平、断面图各一张；
3、说明书要求打印出来，装订成册。所绘图纸要求正确、整洁,且符合规范。

第二章 破碎设备的选择和计算
2.1破碎流程数质量的计算
设计已知条件：选矿厂规模为1000t/d，原矿最大粒度为500mm，破碎最终产物粒度为12mm，矿石真实密度，松散密度，中等可碎性矿石，破碎车间工作制度为每天3班，每班5.0h，每年工作330天，年作业率56.51%。
（1） 破碎车间小时处理量:Q=1000/(5.0x3)=67t/h;
（2） 总破碎比：；
（3） 初步拟定破碎流程：根据总破碎比选用三段一闭路破碎流程，流程图见附件。
（4） 计算各段破碎比：
平均破碎比，取S1=S2=3.2，则第三段破碎比

（5） 各段破碎产物的最大粒度：，，；
（6） 初定粗碎用颚式破碎机，中碎用标准圆锥破碎机，细碎用短头型圆锥破碎机，则各段破碎机排矿口分别为：

根据筛分工作制度确定。若采用常规筛分工作制度：若采用等值筛分工作制度：=0.8d11=0.8×12=10mm
（7） 选择各段筛子筛孔和筛分效率
粗筛：筛孔在选取，即在之间， 取；
中筛：筛孔在选取，即在之间，取
细筛采用等值筛分工作制度；
（8） 计算各产物的产率和重量
1、粗碎作业：
，为原矿中小于150mm的粒级的含量，粗筛筛孔与原矿最大粒度之比值，查图4-3，得=31%，则。

2、中碎作业：--产物5中小于40mm粒级的含量。其数值等于原矿中小于40mm粒级的含量与产物4中小于40mm粒级的含量之和，即：，又中筛筛孔与原矿最大粒度比值,査图4-3中等可碎性矿石，得，中筛筛孔与粗碎机排矿口尺寸的比值，查图4-5，中等可碎，则

3、细碎作业：细筛筛孔与原矿最大粒度的比值,査图4-3中等可碎矿石，得;细筛筛孔与粗碎机排矿口尺寸比值,査图4-5中等可碎性矿石得;细筛筛孔与中碎机排矿口尺寸比值,査图4-6中等可碎性矿石得
则

2.2破碎设备选择和计算
a:开路破碎时,颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机的生产能力按下式计算：
Q=K1K2K3K4Q0,Q0=q0xe。式中Q-在设计条件下的破碎机生产能力，t/h; Q0-在标准条件下破碎机的生产能力，t/h; q0-破碎机在开路破碎排矿口宽度为1mm时，破碎标准状态矿石的单位生产能力，; e-破碎机排矿口宽度，mm; K1-矿石可碎性系数； K4-水份修正系数（矿石中除含水外，还有成球的粉矿时才引用K4系数）
b:闭路破碎时，破碎机生产能力按下式计算：
Q′=K′Q,式中Q-开路破碎时，破碎机的生产能力，t/h; Q′-闭路破碎时，破碎机的生产能力，t/h; K-闭路破碎时，平均给矿粒度变细系数，一般K′=1.15～1.4，易碎性矿石取大值，难碎性矿石取小值。
c: 破碎机台数的计算：,式中n-设计需要的破碎机台数，台； Q0-需要破碎的矿量，t/h; Q-所选破碎机的生产能力，； K-不均匀系数，K-1.1～1.2。
1、粗碎设备的选择和计算
根据流程计算时初步拟定PEF 600x900mm颚式破碎机进行计算，该机在标准条件下的生产能力为：查表5-1得，e为排矿口宽度。
又，经可碎性、密度、粒度校正后的生产能力为：Q=k1k2k3k4Q0， ，给矿最大粒度与给矿口宽度B之比查表5-7得矿石中的水分含量为3％，k4=1，故：，为设计流程中，通过粗碎机矿量，所需破碎机台数为：，取一台；
2、中碎设备的选择和计算
中碎选用PYY-B1219标准圆锥破碎机，该机在标准条件下的生产能力为：查表5-3得，排矿口，则：，其中，K2=1.125,上段破碎机排矿口与本段破碎机给矿口宽度之比
查表5-8得k3=0.95，Q=1.0x1.125x0.95x100=106.88t/h.所需破碎机台数为：台，取一台。
3，细碎设备的选择和计算:
细碎选用PYT-D1610短头圆锥破碎机，该机在开路破碎标准条件下的生产能力为：，查表5-4得，e为10mm，则经过校正后开路条件下生产能力为：其中，该破碎机排矿口e与给矿口之比查表5-8得则在闭路破碎时，按通过量计算的生产能力为：，根据矿石性质取，则，故所需破碎机台数为：台，取一台；
通过以上计算可知，所选用的破碎设备均可满足设计要求。

第三章 筛分设备的选择和计算
1、第一段破碎的预先筛分
已知给矿量Q=60t/h,给矿粒度为500～0mm，筛孔尺寸，采用固定棒条筛。
其筛分面积，式中F-条筛的筛分面积，m2; Q-给入条筛的矿量，t/h； q-按给矿计的1mm筛孔宽的固定条筛单位面积生产能力，; a-条筛筛孔宽度，mm。 然后再确定单个筛子的宽度B和长度L，则筛子的数量。
则，一般根据给矿粒度计算筛子宽度筛子长度L=2B=3000mm。则
，即按上述算出的筛子宽度和长度足够满足要求。
2、第二段破碎的预先筛分
采用单层振动筛，筛分面积计算公式：，筛孔尺寸,,查表5-13，取,所需筛子的有效筛分面积：筛子的几何面积，根据计算结果可选用一台SZZ1250x2500的自定中心振动筛。
3、 第三段破碎筛分的预先及检查筛分
（1）已知给矿量，筛孔尺寸，查表5-13取
（2）确定产物10中细粒级及粗粒级的含量。细粒级含量：，筛孔尺寸之半与第二段破碎机排矿口之比为，查图4-6得，筛孔尺寸之半与第三段破碎机排矿口之比为，查图4-9得，则带入上式得，；
粗粒级含量：，筛孔尺寸与第二段破碎机排矿口之比为，查图4-6得，筛孔尺寸与第三段破碎机排矿口之比为1410=1.4，查图4-9得，则
（3） 筛分效率采用E=65%；
（4） 根据筛子的工作条件，查表5-14确定校正系数为：
（5） 所需筛子的有效筛分面积：，筛子的几何面积为
（6） 初步选用YA1500x3600,则台数,根据计算结果可选用1台YA1500x3600圆振动筛。

第四章 磨矿及分级设备选择和计算
（一） 磨矿机计算
设计条件：给矿量37.5/h(1000t/d),给矿粒度12mm，磨矿细度为-0.074mm65%，给矿中-0.074mm粒级占10%，中等可碎。
现场条件：磨矿流程是一段闭路磨矿，给入磨矿机的矿石粒度是12mm，其中-0.074mm的级别含量为10%，最终产物-0.074mm65%，现用一段闭路磨矿流程，磨矿机采用DxL=2100x3000溢流型球磨机，每台处理能力为18t/h。
根据磨矿细度为-0.074mm65%，现用一段闭路磨矿流程，磨矿机采用格子型，初步选择球磨机、球磨机和球磨机进行计算和方案比较。
（1） 计算现场生产用的磨机单位生产能力（-0.074mm级别计算）
,
（2） 计算不同规格球磨机的q值，，式中查表5-15得，查表5-18得，查表5-19得
对，查表5-16,=0.81,则q=1.1x0.81=0.891;
对，查表5-16,=1.0,则q=1.1x1.0=1.1；
对，查表5-16,,则q=1.1x1.0=1.1;
(3)计算台数，，式中Q=37.5t/h，
对，q=0.891,V=5，则
取5台；
对，q=1.1,V=9,则
取3台；
对，q=1.1,V=10.8，则
取2台；
（4）比较
方案
规格（mm）
台数
负荷率（%）
单重（t）
总重（t）
单台功率（kw）
总功率（kw）
单价（万元）
总价（万元）
Ⅰ

5
92.59
49
475
95
475
15.5
77.5
Ⅱ

3
69.44
74.7
630
210
630
25.7
77.1
Ⅲ

2
86.81
135
420
210
420
30.5
61
由方案比较结果可知，从简化流程和减小占地面积以及功率等综合的角度来考虑，应该选择方案Ⅲ

（二） 螺旋分级机计算和选型
已知条件：设计的给矿量37.5t/h,返砂量为112.5t/h,矿石密度为3.2t/h,分级机溢流细度65%-0.074mm，初选球磨机两台，则分级机也选两台。
（1） 螺旋分级机形式选择。根据分级溢流细度可采用高堰式分级机。每台分级机生产能力为（1.1为矿量波动系数）
（2） 计算螺旋分级机直径，，式中Q=20.63t/h,m=1(螺旋数)，，查表5-19和5-22得 ，则，选用单螺旋分级机FG-20两台。
（3） 返砂量校核，，n为螺旋转速（r/min）。,所以返砂量满足设计要求。

第五章 浮选计算
已知条件：浮选的数质量及矿浆流程图见附件，矿石密度，粗选时间为10min，浓度为33%，精选1时间为14min，浓度为25%，精选2时间为12min，浓度为20%，精选3时间为10min，浓度为18%，扫选1时间为7min，扫选2时间为6min。
一、首先，计算各产物的产率和品位。

（1）精选3：
（2） 精选2：
则得,校核
（3） 精选1：
则得,校核
（4） 整体：
（5） 扫选2：
（6） 扫选1：
则得,校核,

则得,校核
二、计算各产物重量: 按算出个产物重量

, 校核:
, 校核:
, 校核:
,校核:
三、计算各产物的回收率
按算出各产物的回收率（）
则
则
则
则
则
则
，
校核： 校核： 校核： 校 核 ：
四、计算未知产物的品味
按算出各未知产物的品味

第六章 矿浆流量数据计算
一、磨矿流程
流程图见附件，Q11=37.5t/h
1、 确定浓度Cn
必须保证的浓度：磨矿作业浓度Cm=80%，分级溢流浓度Cc=C17=40%
不可调节的浓度：原矿水份3%（即原矿浓度C0=97%）,分级返砂浓度Cs=85%
2、按，计算液固比R11, R16, R17, Rm

3、按计算水量，，，

4、按计算补加水Lm和LC

二、选别流程
1、确定浓度Cn
必须保证的作业浓度：粗选作业浓度Cr=33%,精选1作业浓度CK1=25%,精选2作业浓度CK2=20%,精选3作业浓度CK3=18%。
不可调节的选别精矿浓度：粗选精矿浓度C19=45%,精选1精矿浓度C23=46%,精选2精矿浓度C29=47%,精选3精矿浓度C33=48%,扫选1精矿浓度C25=35%,扫选2精矿浓度C31=32%
2、 按，计算液固比，，，，，，，，,

3、按计算，，，,，，，,,
由
得
由
得
由
得
由
得
由
又
得
4、按按计算补加水

5、按计算矿浆体积

由
得
由
得
由
得
由
得
由
得
由
得
则
6、按下式计算某些作业和产物中的未知浓度Cn

7、按下式计算工艺过程不加水量

校核
8、按下式计算选矿厂总耗水量

9、按下式计算选别单位耗水量（未含磨矿）Wg

第七章 浮选的设备的选择
浮选分为两个系列：
首先先进行矿浆体积V的计算，根据V选择浮选机几何容积，然后再计算浮选机槽数n。
,式中V-进入作业（如粗选）的矿浆体积，m3/min; Q-作业的矿石量，t/h; R-矿浆液固比； ρ-矿石密度，t/m3; K1-给矿不均匀系数，当浮选前为球磨时，K1=1.0;当浮选前为湿式自磨时，K1=1.3，有前面磨机知这里K1=1.0。
,式中n-作业所选浮选机槽数； t-作业浮选时间（min） V0-所选浮选机的几何容积(m3)； K-浮选机有效容积与几何容积之比，机械搅拌式浮选机K=0.60～0.85。K与泡沫层厚度有关，泡沫层厚时，取小值，反之，取大值。
（1） 粗选作业：，粗选作业浓度为33%，则R=2.03，已知粗选浮选时间t=10min,则该作业每分钟流量为：

选用XJ-28浮选机，则V=2.8，K=0.7，则，考虑矿量波动，故n=4.29x1.15=4.93,取6槽。
（2） 扫选1：，扫选1的作业浓度为32.01%，则R=2.12，已知扫选1浮选时间t=7min,则该作业每分钟流量为：
选用XJ-28浮选机，则V=2.8，K=0.7，则槽，考虑矿量波动，故n=2.93x1.15=3.36,取4槽。
（3） 扫选2：，扫选2的作业浓度为30.85%，则R=2.24，已知扫选2浮选时间t=6min,则该作业每分钟流量为：

选用XJ-28浮选机，则V=2.8，K=0.7,则槽，
考虑矿量波动，故n=2.48x1.15=2.85，取4槽。
（4） 精选1：Q=Q21=4.93t/h，精选1的作业浓度为25%，则R=3，已知精选1浮选时间t=14min,则该作业每分钟流量为：

选用XJ-28浮选机，则V=2.8，K=0.7，则槽，
考虑矿量波动，故n=2.08x1.15=2.34，取4槽。
（5） 精选2：Q=Q28=2.38t/h，精选2的作业浓度为20%，则R=4，已知精选2浮选时间t=12min，则该作业每分钟流量为
选用XJ-28浮选机，则V=2.8，K=0.7，槽，
考虑矿量波动，故n=1.04x1.15=1.20，取2槽。
（6） 精选3：Q=Q29=1.40t/h，精选3的作业浓度为18%，则R=4.56，已知精选3浮选时间t=10min，该作业每分钟流量为：
，
选用XJ-28浮选机，V=2.8，K=0.65则，，
考虑矿量波动，故n=0.56x1.15=0.65，取2槽。
综上所述，全流程用XJ-28浮选机（6+4+4）x2+4+2+2=36槽

第八章 脱水设备的选择和计算
1、原始指标
最终铜精矿含水量为12%，浮选铜精矿产物33浓度为48%，浓缩机底流浓度确定为65%。
2、各产物水量计算

3、浓缩机设备选择
按单位面积处理量计算：给入浓缩机的处理量Q=1.14x24=27.36t/d。被浓缩产品为铜精矿，查表5-30，其单位面积处理量为，则，F为需要的浓缩机面积。所以，，浓缩机直径为取6m，
选取NZS-9型号的浓缩机1台。
4、过滤设备的选择
真空过滤机台数，按下式计算：为需过滤的固体精矿量t/h。F为选择的过滤机的面积，q为过滤机单位面积生产能力，已知Q=2.41t/h,现选用圆盘式真空过滤机PG9-2 型号的过滤机则，，查表5-32,得，则台，取1台。则过滤设备选用型号PG9-2过滤机1台。

第九章 搅拌设备的计算和选择
已知，，又，
，现选择1台XB-3000矿用普通搅拌槽。

第十章 设备计算汇总表
1，破碎设备选择计算表
序号
作业
规格
台数
允许给矿粒度（mm）
设计的给矿粒度（mm）
排矿口（mm）
处理量（t/h）
给矿量（t/h）
1
粗碎
PEF600x900
1
500
500
98
56-192
50.7
2
中碎
PYY-B1219
1
160
156
25
210-425
39.84
3
细碎
PYT-1610
1
85
48
10
100-200
110.69

2,筛分设备选择计算表
序号
作业
规格
台数
筛孔（mm）
需要的面积（）
选择的面积（）
给矿量（t/h）
筛分效率（%）
1
粗筛
固定棒条筛
1
100
0.88
4.5
60
50
2
中筛
SZZ1250x2500
1
40
1.2
3.10
60
80
3
细筛
YA1800x4200
2
10
4.53
5.4
170.69
65

3，磨矿设备选择计算表
序号
作业
型号
台数
给矿粒度（mm）
产品粒度-0.074mm（%）
选择的有效容积（）
负荷率（%）
1
磨矿
MQY2136
2
12
65
10.8
86.81

4，分级设备选择计算表
序号
作业
型号
台数
溢流粒度（mm）
矿石密度（）
给矿量（）
1
分级
FG-20
2
0.2
3.2
37.5

5，搅拌设备选择计算表
序号
作业
型号
台数
矿浆量（）
搅拌时间（min）
1
粗选前搅拌
XB-3000
1
86.99
8

6，浮选设备选择和计算
序号
作业
矿量（）
流量（）
矿浆浓度（%）
浮选时间（min）
型号
单槽容积（）
选定槽数
1
粗选
42.85
86.99
33
10
XJ-28
2.8
6
2
扫1
40.6
86.04
32.01
7
XJ-28
2.8
4
3
扫2
38.18
81.32
30.85
6
XJ-28
2.8
4
4
精1
4.93
14.79
25
14
XJ-28
2.8
4
5
精2
2.38
9.52
20
12
XJ-28
2.8
2
6
精3
1.40
6.38
18
10
XJ-28
2.8
2

7，浓缩设备选择计算表
序号
产品
给矿量（）
给矿粒度（mm）
给矿浓度（%）
型号
面积（）
台数
单位处理量（）
1
浓缩机
27.36
65%-0.074mm
40
NZS-9
63.6
1
2.2

8，过滤设备选择和计算
序号
产品
给矿量（）
给矿浓度（%）
最终浓度（%）
型号
面积（）
台数
1
过滤机
1.14
65
88
PG9-2
9
1

第十一章 矿仓设计
，磨矿作业分两个系列，每天三班，每班8h。
，贮矿时间取24h，
则有
初步确定D=7m，排矿口d=1m，则有 ，堆积角查表5-44得
，，
，陷落角查表5-44得

则矿仓容积计算负荷要求。

32