新编矿山选矿工程设计与技术标准规范实用全书.pdf

新编矿山选矿工程设计 与技术标准规范实用全书 中国矿业出版社 编委会 主编 陈文平李西栋 副主编 刘青喜薛永社 编委代国民张佳毛小雨宋丽娜 张婷陈双何雪宋祥生 杨军海周勇刘颖周伟凡 王霞孙丹张美玲郜娇健 章明董国福姜旭阳李庆伟 刘明陈孟张宁远吴学斌 钱伟崔晓丽谢宝刚呼春彦 前言 我国是世界上矿产资源比较丰富、 矿物种类众多的国家之一。在辽阔的国土上， 蕴 藏着多种多样的有色金属、 黑色金属、 稀贵金属矿产以及煤炭、 化工、 建材等非金属和能 源矿产， 这是发展我国国民经济的雄厚物质基础。我国的矿产资源多数有用组分含量 较低， 矿物组成较复杂， 必须经过选矿才能提高有用组分含量， 改善质量。当前， 我国每 年有近亿吨的有色金属矿石和约 亿吨黑色金属矿石在冶炼前几乎全部需要选矿； 每年有约 亿吨原煤通过选矿后供应给不同用户； 化肥生产所需的磷、 硫矿石以及建材 等非金属矿石也多半经分选后才能进一步加工或作为商品。选矿是改善矿物原料性质 的经济有效方法， 在发展矿物原料工业中具有重要的地位。 “十五” 至 “十一五” 期间， 我 国的选矿事业随着矿物原料工业的突飞猛进而迅速发展， 全国大型重点选矿 （选煤） 厂 近千个， 中、 小型选矿 （选煤） 厂星罗棋布； 部、 省属科研、 设计院所有百余家； 从事选矿事 业的科学技术人员 万余人， 随着选矿技术水平的不断提高， 选矿技术的应用领域也 在不断扩大。正是在上述背景下， 我们组织编辑出版了这部 新编矿山选矿工程设计与 技术标准规范实用全书 。 本书全面汇集了较成熟的选矿理论和方法， 在分析介绍选矿工艺和设备时注重于 生产实践相结合， 体现出鲜明的特色。在结构体系上， 理论与实践并重， 深入浅出； 在内 容上， 突出选煤， 兼顾金属矿、 非金属矿等其他非煤矿物的分选。材料丰富， 实用性强， 并注意将国内外生产科研中的一些最新研究成果充实到书中， 反映了近代选矿科学技 术水平， 是一部矿物加工工程专业的优秀实践参考必备工具书， 相信本书的出版必将为 我国的选矿事业的发展做出重要的贡献。 本书主要内容包括 选矿厂设计； 矿物原料选矿设计方法； 主要矿物原料选矿实践 及深加工方法； 选矿筛分、 破碎与磨矿工程设计； 重力选矿工程设计； 磁电选矿工程设 计； 浮游选矿工程设计； 固液、 固气分离技术设计； 选矿工程操作技术解疑； 选矿过程成 分检测技术标准等相关内容。 由于编写时间仓促， 本书难免存在挂一漏万之处， 希望广大读者在学习使用过程中 不吝提出修改意见， 以便再版时进一步修订。 本书编委会 型 等颚式破碎机； 美国液压型、 ./A-B 重型、 CDEE.- -FGEA- 型、 前苏联 H3I 型等旋回破 碎机； 惯性式、 旋回式、 液压支承式等圆锥破碎机以及高压辊磨机） 和节能磨矿机 （即改 进的传统磨矿机和新型磨矿机， 如无齿轮传动、 J, 4635 型等球磨机以及 KJI 球磨 机） 。 4’ 设备规格大型化 4 世纪 5 *） ］ 普氏硬度7值 硬’/ 1 ’/ （’ 1 *）’ 1 */ 1 / 中硬2/0 1 ’/ （2 1 ’）2 1 ’/ 2 第五章选矿设备的选择和计算 矿石性质 极限抗压强度 ［ （ （ ） 30* （2 5 9） 标准条件下给矿最大粒度与粗碎机的给矿口宽度之比， ; 30/2； 设计的给矿最大粒度与选用粗碎机的给矿口宽度之比。 公式 （2 5 ,） 由于考虑了矿石性质、 破碎机排矿口宽度、 破碎比和流程结构等因素， 因此， 计算结果与实际情况相近。 （*） 闭路破碎时， 破碎机生产能力按下式计算 ,0,2 4 ,01， 易碎性矿石取大值， 难碎性矿石取小值。 1/ 第一编选矿厂设计 反击式破碎机生产能力的计算 0 （ABB; 摇床、 弹簧摇床， 以及云锡六 层矿泥摇床、 悬挂多层 （三层、 四层） 摇床。 /5 云锡摇床 云锡摇床采用凸轮杠杆床头， 床面涂刷生漆， 抗腐蚀性强， 床面平整， 不易变形。来 复条顶面与精选带在同一水平面上， 尖灭线区无急流现象， 可减少重矿物的损失。重矿 /// 第五章选矿设备的选择和计算 物在沟槽内向精矿端移动时， 要爬坡， 有利于良好的分选。该摇床分为粗砂摇床、 细砂 摇床和矿泥摇床 种。 / 1 高梯度磁选机， 分选介质由 / 片不锈钢构成导磁网叠 加成感应介质堆， 并置于分选环的每个分选腔内。 该机分选环直径 ， 1 1 / 型是目前我国最大的高压电选机， 规格为 4） ； ） 。 单位面积生产能力 （’ 值） 一般应从工业试验、 半工业试验直接测得或按过滤试验 .’ 第一编选矿厂设计 资料计算得到。无试验数据时， 可参考类似选矿厂生产指标选取， 也可参阅表 。 表 过滤机单位面积生产能力 值 过滤物料 （.5 型 9 型 /01 2 0.5 型 9 型 /01 2 0/30/ 2 0.5 型 9 型 /01 2 30.30/ 2 0/30/ 2 0 系列电机， ； 其他情况应进行起动 验算； 第五章选矿设备的选择和计算 传动效率， 型减速器， ）犁式卸料器 5’’’,’2’2’’ -52 第一编选矿厂设计 带宽 （） 第七章选矿厂设计 38 ’； 3 （0 ; ） 转置矩阵 4*7 （ 8 9； ； ; ; ） ［］［］ 8 ［］［］ ； 4*7 （ 8 9； ； ; ; ） ｛求 9； 4*7 （ 8 9； 8 ’； ; ; ） 6 8 6 ; ［］［］ ［］ ［3］ ； ［］［3］ 8 6； ｝ ｝ 4*7 （ 8 9； ； ; ; ） ｛ 6 8 99； 求 ’C ; ⋯ ; ’ ; 近似地表达这组离散数据之间的函数关系 8 （） 。 用 次多项式拟合离散点就是确定待定常数 ’ ， ’ C， ⋯， ’ ; ， 确定待定常数的方 法有平均法和最小二乘法。 （） 平均法。用平均法确定待定常数时， 假定一组数据相对于拟合曲线正负偏差出 现的机会相等， 则要求离散点与拟合曲线偏差的代数和最小。平均法确定待定常数的 步骤是 EF 第七章选矿厂设计 AB 应用 选定拟合方程。通常选一次或二次多项式， 次数越高， 解线性方程组的计算量越 大。 将 组数据代入多项式， 得 个线性方程式。 根据拟合方程的形式 （即次数 ） 确定待定常数 （ ， ， ⋯） 的个数 （ ， 且 必定小于 ） ， 然后将 个线性方程式分成 组。 将每组的方程式相加， 可把 个线性方程式合并为 个线性方程式。 联立 个方程式求解， 得 个待定常数 （ ， ， ⋯） ， 从而获得具体的拟合方 程。 （） 最小二乘法。用平均法确定待定常数时， 有时因正负偏差相互抵消， 因而不能 保证很好地拟合离散点。最小二乘法能较好的解决这一问题。最小二乘法确定待定常 数是假定离散点与拟合曲线偏差的平方和为最小。最小二乘法确定待定常数的步骤 是 选定拟合方程的形式； 设 61 ］［］ ， ［］ ； -5， A； ’B， 多项式的次数； A 实测数据点个数’ - （） ｛ -5 ， *， C， B； /654 ［］ ， D ［］ ， E ［］ ， F ［］ ， ［］ ， 5 ［］ ， G ［］ ； HI-5 （ “输入 B， AJ -” ） ； 4.- （ “K1， K1” ， LB， LA） ； 6I （ ； 3 A； ） ｛ HI-5 （ “输入 5 ［K1］ ， G ［K1］ J -” ， ， ） ； 4.- （ “K， K” ， L5 ［］ ， LG ［］ ） ； ’输入实测点数据’ ｝ B ； ’A’ M 第一编选矿厂设计 （ ［/］ ［/］ ; ［/］ , 6 ［/］ 681 （; ［/］ * 7 ［/］ ） ； ｝ （/ ， 8； 621 ［78］ ， ［7］ ， A， B， C； DE16 （ “输入插值多项式的次数F ” ） ； 0*6 （ “G-” ， H8） DE16 （ “输入插值点已知变量的值F ” ） ； 0*6 16 f 62e 0./ 8； ） ｛ C 62E （ 9； / 8； ） 6 （ ） C C（B ［］ ） （ ［］ ［］ ） ； A A C ［］ ； ｝ DE1 ［ （ “A G6 F ” ， A） ； ｝ 四、 曲线处理 曲线是函数的另一种表达方式， 它的特点是直观， 能够清晰地看出函数的变化趋 势， 但曲线本身无法直接参与计算机运算， 计算时， 参与运算的是根据曲线图查得的有 关数据， 因此， 需要将曲线转换成相应的数据形式或数学表达式， 供程序使用。 实现曲线的程序化分为两步 第一步是将曲线变成相应的数表， 即将曲线数表化； 第二步是将数表按前面介绍的方法公式化或程序化。 JK 第一编选矿厂设计 第三节选矿工艺计算基础 选矿工艺计算主要包括工艺流程计算和主要工艺设备计算。工艺流程计算包括破 碎磨矿流程、 选别流程和脱水流程。工艺设备计算包括破碎、 筛分、 磨矿、 分级、 选别及 脱水等设备。 一、 破碎及磨矿流程计算 破碎磨矿流程由以下五种单元流程组合而成。如图 。 图 破碎磨矿单元流程 以上五种单元流程都有相应的计算方法及公式， 因此， 只需对每一种单元流程编制 计算子程序， 并通过子程序的组合调用来完成特定破碎、 磨矿流程的计算。 破碎、 磨矿流程计算的关键问题是 （） 计算过程中需要查找各种表格和曲线数据。程序编制时， 对表格数据的处理宜 采用建立数据库方法； 对各种曲线的处理宜采用曲线拟合方法。 （） 破碎流程计算中， 涉及设备选型问题， 宜采用建立相应的破碎及筛分设备数据 库方法。 （） 流程计算和设备计算须同时进行， 以获得各段破碎设备负荷率基本平衡。 二、 浮选流程计算 浮选流程计算的关键是 浮选流程的表达； 计算采用的数学模型； 计算方法。 ［9］ ， ［9］ ， ［9］ ， ;， ； 67281 ’ ［］ ， ;’ ［］ ， ’ ［］ 18* （） ｛ 67281 ， ， ， ， ， ;， ， ， ;， ； 67281 ， ;;， ， ， A， ;A， A， A； *1*， ， （1,） ” ） ； 0F86 （ “6” ， G;） ； BC*16 （ “ D C 输入原矿产率 （） ” ） ； 0F86 （ “6” ， G） ； BC*16 （ “ D CH 输入原矿品位 （） ” ） ； 0F86 （ “6” ， GI） ； BC*16 （ “ D CJ 输入原矿收率 （） ” ） ； 0F86 （ “6” ， GI） ； BC*16 （ “ D CK 输入最终精矿品位 F （） ” ） ； 0F86 （ “6” ， G） ； BC*16 （ “ D C9 输入最终尾矿品位 1 （） ” ） ； 0F86 （ “6” ， G） ； BC*16 （ “ D CL 输入精选次数 ” ） ； 0F86 （ “,” ， G） ； BC*16 （ “ D CM 输入扫选次数 N （;） E3； N ； N Q ； ;N ; Q ;； N Q ； 最后一次精选计算 ［］ N （Q ［E］ ） （ ［］ Q ［E］ ） ； ; ［］ N （ ［］ ;） E3； ［］ N ［］ ［］ ； ［E］ N ［］ Q ； ; ［E］ N ; ［］ Q ;； ［E］ N ［］ Q ； 倒数第二次精选至精选的计算 H 第七章选矿厂设计 RS 应用 （ * （* ， ， 9； . ［ 1 应用 阵。 ［］ 各作业物料平衡矛盾方程组及最小二乘法变换后的正规方程组常数矩阵。 ⋯ 数据输入部分略 7； 0 1 3 6 7 17 22 89 -. . 012345 a 08 83e3 - fcgcd0 o6 r p q f 06 /98*, 文字高度 B8, /98*, 旋转角 AD 文字 I3 编辑命令 JKL复制图素到指定位置命令格式 8’/ G H,5 MN51 选中图素 O81 , 6B9’5 旋转角或参考点 H4改变指定图素的比例命令格式 8’/ H58, H,5 MN51 选中图素 UVW 第七章选矿厂设计 4E 应用 68/0 23取消 或 ;B 命令命令格式 5F1;1QQ153SPK3线型控制命令命令格式 532S插入图块命令格式 5 44A6 44A6 654 第二条线 453*5 9 1 2 5 54 64 905764 ab9c4 f e 9 h 8c9f e1 91 C， C， C； ［’.］ ； ;76 A； B2C D23EFG3 （B2C） ； B2C D23FG3 （B2C） ； B2C G2H2 （B2C） ； B2C EFG3 （B2C） ； B2C 23I （B2C） ； J23 （） ｛ E （） ； A23 （ “ K ’L 输入绘图文件名 ” ） ； E23 （ “ K L 输入金属元素个数 ” ） ； E23 （ “ K L 输入精选作业个数 ” ） ； E23 （ “ K *L 输入扫选作业个数 ” ） ； E （7 P *； 7 W （ （5 S ’） *） ； 7 S P *） ｛ // P *； D23EFG3 （） ； ｝ （8 P ’； 8 W P 5； 8 S S ） D23FG3 （） ； U绘扫选作业U 9 P ’； （7 P （ （5 S ’） *） ； 7 W （ （5 S 6S ’）*） ； 7 S P *） ｛ 2 （7 P P （ （5 S ’） *） ） // P （ （5 S ’）* T ’） ； IEI// P ； 0 第一编选矿厂设计 （ “6” ， G， DG， 7， D7） ； G , ［A］ ； DG , D ［A］ B /E； 7 , ［A 0 E］ ； D7 , DG； ; （ “6” ， G， DG， 7， D7） ； G , ［A 0 -］ ； DG , D ［A 0 -］ ； 7 , ［A 0 C］ ； D7 , D ［A 0 C］ ； ; （ “6” ， G， DG， 7， D7） ； （I , , E） D7E , D ［A］ B /F； ; D7; , D ［A］ B /E； （I , , E） D7- , D ［A 0 E］ B /E； ; 0 7 d7- d a b g dg d7 JE , ［KF 0 E］ ； LE , D ［KF 0 E］ B /F； J- , JE B /C 0 E； L- , LE； JC , JE B /C； LC , L- 0 E； JF , JC B E； LF , L-； JM , JF B /M； LM , LF； JN , JM； LN , LM 0 /F 0 EM/E； （K , , E） DD , /--； ;-； jo je b c- 0 DD B E； LO , LN； JP , JO 0 E； LP , LO B E； （K , , A） JA , JE 0 /N； QR （） ； ｝ ） 1 （A ）1］ ； ’ ， O） ” ） ； 9G,N （ “YN， YN” ， Z;.， ZO.） ； QW,IN （ “ X W 请输入金属个数 ” ） ； 9G,N （ “Y8” ， ZT） ； QW,IN （ “ X W 请输入作业个数 ” ） ； 9G,N （ “Y8” ， ZQ） ； U ； ; ;.， O O.； QW,IN （ “ X W 请按” 二叉树 “原理输入各产物编号X ,” ） ； 第一编选矿厂设计 （ 4 （ ’ ） ｛ （, ［］ 7 （12） ； ｝ 三、 设备及其配置图绘制 ,; 环境中， 利用其提供的丰富绘图命令， 完成选矿厂设计图 纸的绘制工作。在绘图过程中， 常采用图层、 线型及用户坐标 （AB） 系统设置技术， 按 照绘图实体的实际尺寸和绘图比例绘制， 完成的设计图纸可存盘或用绘图仪输出。目 前， 选矿专业的大部分图纸均采用这种方式完成， 其缺点是， 图形绘制速度慢， 精度差。 ; 的图块功能建块， 形成选矿厂设计的专用图块库。 所谓专用图块， 主要指常用选矿设备或机组三视图的图块文件。 为适应设备配置图、 机组图的需要， 一般应建立设备图块、 配置图块及工程图块三 大类。设备图块包括单体设备和标准设备机组， 配置图块的内容与设备图块基本相同， 但绘图比例大， 线条简单。工程图块包括一些标准设备配置图或实际工程设计配置图。 为了提高图块的利用效率， 减少图块的建立工作量， 在建立图块时， 应充分利用图 层设置功能， 根据设计的不同需要， 在相同图块的不同层上绘制不同的内容 （即具体图 形、 线型、 比例等） ， 在图块调用时， 通过对不同图层的冻结或解冻， 满足不同图形设计的 需要。 图块库的建立， 既可用 ; 软件提供的交互方式， 也可采用高级语言编程的方 法实现， 通过参数化， 能显著提高图块库的建立速度。 ; 软件包的用户菜单编制方法如下 （,） 菜单文件建立。在 9B 的 8CD、 E;357F 和 EGB （H 方式） 等环境下编写。以屏 幕菜单为例 I 第七章选矿厂设计 应用 选矿设备｛ 主菜单｝ ［破碎设备］ 2526 ［返回］ 31* B 用户菜单名 C B 134 C 启动用户菜单后， 即可像 *,- 的内部菜单同样使用， .31* 命令在调入用户菜 单的同时， 在指定路径中产生一个 D.E 的菜单编译文件。 FD 参数化绘图 在设备配置过程中， 经常要对某些设备图形进行各种几何变换， 以得到满足设计要 求的几何图形。专用设备图块难以实现图形灵活变换的要求。只有采用参数化绘图才 能有效解决这一问题。实践证明。对设备图形的直接操作不如对相应的设备图形数据 的操作方便。设备图形数据库的建立， 不仅是满足图形绘图过程的需要， 也是满足图形 的几何变换的需要。 任何图形的信息一般都包括几何信息和拓扑信息两个方面。所谓几何信息。即指 几何形体在空间的位置和大小； 拓扑信息则指组成几何形体的各点、 边和面的数目及其 相互之间的连接关系。 二维图形的几何信息表现为定义形体的所有特征点 （如直线的两端点和圆心点等） 的二维坐标； 拓扑信息则表现为定义所有特征点、 轮廓线的数目及相互间的关系。在图 形的参数绘图过程中， 对形状相似， 大小不同的几何图形， 其拓扑信息往往保持不变， 即 G 第一编选矿厂设计 所有的特征点和轮廓线的数目和关系不变。只是几何图形的特征点的坐标值发生了变 化。因此。对几何图形的定义可归结为对图形几何信息的定义。 二维图形的尺寸是形体大小和位置的自然描述。尺寸包括形体的几何外形尺寸和 形体在平面上的定位尺寸。一个结构复杂的几何图形往往有许多几何特征点， 但是用 于定义这些特征点所需的尺寸并不会太多， 因此， 尺寸是表达形体几何信息， 进而定义 几何形体的最佳方式。 既然用尺寸约束能定义几何形体， 那么通过尺寸的改变来驱动图形的变化则是完 全可能的。其实， 用尺寸约束定义几何图形， 就是通过尺寸定义图形的特征点的坐标。 尺寸对图形的定义可以分为显性定义和隐性定义， 即图形中的特征点的坐标可以从尺 寸的标注中直接得到时， 称其定义是显性的。反之， 若其特征点的坐标须从图形的拓扑 关系中演算出来， 则称其定义是隐性的。隐性定义往往存在于几何交切、 平行和垂直等 关系中。对图形中的隐性定义特征点的求解， 首先必须确定各图素间的拓扑关系， 然后 根据拓扑关系计算得到。如图 所示几何图形， 其中 ， 916 ;） ｛ 97/29 （9 2” ， ） ；97/29 （9 2” ， ” ;*AB” ） ； 97/29 （9 2” ， C） ；97/29 （9 2” ， ” ;B**;” ） ； 97/29 （9 2” ， ） ；97/29 （9 2” ， ” DB;” ） ； 97/29 （9 2” ， E） ；97/29 （9 2” ， 8） ； 97/29 （9 2” ， F） ；97/29 （9 2” ， ’） ； 97/29 （9 2” ， C） ；97/29 （9 2” ， ） ； 97/29 （9 2” ， FF） ；97/29 （9 2” ， ’;） ； 97/29 （9 2” ， CF） ；97/29 （9 2” ， ;） ； 97/29 （9 2” ， ） ；97 7 92” ， ” ;B” ） ； ｝ 粗实线绘制 ./01/23 （4567 8 ［］ ， 916 G1， 916 H1， 916 I， 916 GC， 916 HC） ｛ 97/29 （9 2” ， ） ；97 78 92” ， ” ;*AB” ） ； 97 70 92” ， C） ；97 78 92” ， ” ;B**;” ） ； 97 70 92” ， ） ；97 78 92” ， ” JADDB;” ） ； 97 70 92” ， E） ；97 78 92” ， 8） ； 97 70 92” ， KK） ；97 70 92” ， F） ； 97 70 92” ， L） ；97 79 92” ， I） ； 97 70 92” ， LF） ；97 79 92” ， I） ； 97 70 92” ， ） ；97 78 92” ， ” M;N*;’” ） ； 97 70 92” ， E） ；97 78 92” ， 8） ； 97 70 92” ， F） ；979 79 92” ， GF） ； 97 70 92” ， C） ；97 79 92” ， HF） ； 97 70 92” ， ） ；97 78 92” ， ” M;N*;’” ） ； 97 70 92” ， E） ；97 78 92” ， 8） ； 97 70 92” ， F） ；97 79 92” ， GC） ； 97 70 92” ， C） ；97 79 92” ， HC） ； 97 70 92” ， ） ；97 7 92” ， ” ;O;B） ；;,0” ） ； ） ；;*） ；） ；; 第一编选矿厂设计 6635833846333 229 583225 复摆 （细碎型） 01 453583233 96 64643 0163 3333 63323 7 863 7 6353343583583 3 8335 简摆 033 3333 3396383 7 9333 7 8383358392962 2948 566545 033 633633 3333353 2343633 434335495 2683 5963583 0633 3333 633533663 263633 63433326953 693 22438944 注 0 破碎机； 1 颚式； 简单摆动； 细碎型。不包括电动机。 附表 旋回破碎机 类型型号及规格 进料口 宽度 （ .//.9/.34/ 2 4/../ 2 .1756.1 7../7/44.// 4// //4 ,-; .94/4/.44 2 1/7/ 2 3/56.7 7.447/ ./871// 4// 40//4/8 ,-; //4//// 2 1/40/ 2 ./// 56.4./ . 56.47 . 7/ 1/ 1/// /// .784..7// 39// 3.//73 中 型 ,- .//..4.//7 2 43 2 .456.1 7../7/44.// 4// //4 ,- .94/.4.74./ 2 /..4 2--;