选矿工艺流程的计算.pdf

收稿日期 2002 - 05 - 14 作者简介张海江1945 - ,男,河南武陟县人,邯邢冶 金矿山管理局设计院教授级高级工程师,大 学本科,现从事选矿工程的设计、 研究和工 程监理工作。 文章编号 1004 - 1273200204 - 0009 - 05 选 矿 工 艺 流 程 的 计 算 张海江 邯邢冶金矿山管理局 设计研究院,河北 邯郸056001 摘 要选矿工艺流程计算很繁琐,试通过对磁选工艺流程的分析计算举例,展示较为 简单适用的计算方法。 关键词工艺流程;品位;产率;计算 中图分类号 TD 92811 文献标识码 A Calculation of beneficiation process flow ZHANG H ai2jiang Abstract The calculation of beneficiation process flow sheet is very complicated ,a relative simple and practical calculation was illustrated through example of analysis and calculation of magnetic separation process flow1 Key words process flow ; grade ; productivity; calculation 1 前 言 选矿厂设计,要进行工艺流程的计算,其 中包括磨矿选别的数量、质量、矿浆的计算, 计算的结果是选择设备的依据,是原材料消耗 的依据,是计算经济指标的依据。选矿工艺流 程是画图容易计算难,计算费时费力,如果方 法不得当,很长时间难以计算平衡。虽有电算 程序,但实际设计中,利用计算器手工计算还 是很普遍的,现根据笔者计算流程的方法,以 邯邢铁矿磁选工艺流程为例谈谈看法,供选矿 工艺流程计算参考。 2 工艺流程计算的基本条件 工艺流程计算应是工艺流程已基本确定, 而且基本指标已经选定。 211 基本指标 这里所说的基本指标是可靠的原始指标, 是经过试验,取样化验或称量得到的,一般不 利用其它指标计算得到,例如品位、浓度等指 标;它们基本能满足工艺流程的计算。计算流 程时以下指标应确定或设定。 1原矿量、原矿品位应该是已知数,最 终精矿品位和最终尾矿品位根据试验确定。 2中间作业的品位,参考试验指标确 定,如没有试验指标,可参考同类条件设定或 自行设定。 3各作业矿浆浓度已设定。 212 选定指标注意事项 1对基本指标的数目不能只满足必须的 数目,因为未知指标还需列式计算求得,所以 能设定的基本指标,则可设定,这样能简化计 算过程,因为设定和计算都是设计。 2选定指标不是照抄试验数据,要留有 余地,最终品位应次于或略次于试验指标,即精 矿品位要小于试验的,尾矿品位要大于试验的。 9 第34卷 第4期 2002年7月 冶金矿山设计与建设 Metal mine design and construction 3对于黑色金属矿石,最终品位的确定 一般取百分数整数或小数点后好记的数,例如 65150 , 66100 , 12150 , 13100 等,而选 64149 , 66101 , 12151 , 12199 等较少。 流程中间作业的数据由计算选定,不在此列。 4不确定最终产品的品位,由流程推算 下来是多少,确定为多少,这样容易计算,但 最终指标不一定是好记的数。设计中,这样确 定最终指标比较少。 3 工艺流程计算的几种情况 不同的要求,不同的流程,计算难度也不一样。 311 可研阶段 可研阶段忽略中间作业,只计算首尾指 标,很容易计算。 312 初步设计阶段 初步设计即从头至尾计算各作业的指标, 这也分几种情况,有难有易。 1选别段数少,容易计算,类似可研阶 段的首尾计算; 2选别段数虽多,但没有返回的矿量, 一步步推算下来,比较容易计算; 3选别段数多,而且还有返回的矿量, 计算繁琐; 4选别段数多,有返回的矿量,首尾指 标已经确定,需调整中间作业指标才可平衡, 即“两头堵,中间调”,计算很繁琐。 4 工艺流程的计算 选矿的公式很多,工艺流程计算的方法也 很多。现举例计算,见图1。 图1为两段连续磨矿三段磁选流程,有返 图1 邯邢铁矿某选矿厂工艺流程图基本指标 01 冶金矿山设计与建设 第34卷 第4期 回的矿量,但不很复杂,有一定代表性。图1 已确定了首尾的品位和矿浆浓度指标,同时也 设定了各作业的品位和浓度指标,具备流程计 算的基本条件。计算方程步骤如下。 411 计算产率 用产率公式 γα-ν / β-ν 式中 γ 产率,加脚注可表示各作业产率; α 原矿品位,在流程图中β1 、 β 2 、 β 4 和它数值相同; β 精矿品位,在流程图中,加上脚 注表示各个产物的品位; ν 尾矿品位,在流程图中,由β加脚注 代替,代表每个作业产物的低品位。 1利用首尾品位指标计算最终精矿和尾 矿的产率,这就是要求的最终产率指标。 γ终精γ14β4-β17 / β14-β17 01470 8 - 01130 0 / 0 1660 0 - 01130 0 64130 γ终尾γ17γ13 1 -γ14 1 - 01643 0 35170 2求各作业产率,需先求返回矿量的混 合产物的绝对产率,再求其它产物的产率。如 果有几个返回矿量的混合产物,则从最后一个 混合产物算起。下式中A为相对产率。 γ混γ8γ6γ15γ6A15A11A9γ8 即γ8γ6/ 1 -A15A11A9 01700 5/1 - 01014 301992 1 01926 3 70198 其中γ6、A15、A11、A9需分别计算出来。 根据流程结构,顺便算出其余产率,以备后用。 γ6β4-β7 / β6-β7 01470 8 - 01126 5 / 0 1618 0 - 01126 5 70105 γ7 1 -γ6 1 - 01700 5 29195 A9β8-β10 / β9-β10 01617 6 - 01135 0 / 0 1656 0 - 01135 0 92163 A10 1 - A9 1 - 01926 3 7137 A11β9-β12 / β11-β12 01656 0 - 01280 0 / 0 1659 0 - 01280 0 99121 A12 1 -A11 1 - 01992 1 0179 A14β11-β15 / β14-β15 01659 0 - 01590 0 / 0 1660 0 - 01590 0 98157 A15 1 -A14 1 - 01985 7 1143 利用γ8继续计算,把产率换算成绝对产率 γ9γ8A9 01709 801926 3 65175 γ10γ8A1001709 801073 7 5123 γ11γ9A1101657 501992 1 65123 γ12γ9A1201657 501007 9 0152 γ13γ7γ10γ12 01299 5 01052 3 01005 2 35170 γ14γ11A1401652 301985 7 64130 γ15γ11A1501652 301014 3 0193 γ16 0 γ17γ13 35170 这样计算出来的γ14和首尾计算法计算的 γ14相同,这说明设定的中间产物的品位合适。 如果不合适,其余未计算的产率可不计算出 来,等调整好后再全部计算。 412 调中间产物产率的方法 在实际设计中,一步步推算的终精产率和首 尾计算的终精产率一般是不相同的,需要调整中 间作业的品位,再算产率,达到调产率的目的。 调整的基本方法 1普调中间产物品位,这是产率差得较 多时调整,调整后试算。试算一次不一定成 功,所以免不了假数真算,花费时间。 112002年7月张海江 选矿工艺流程的计算 图2 邯邢铁矿某选矿厂数质量工艺流程图 2调整中间个别品位,可设此品位为 未知数,列方程求之,这是个别品位相差很小 时采用。 3如果精矿产率高于首尾计算的结果, 则主要原因是中间作业的精品位和尾品位同 时偏低,或其中之一偏低,调整方法升精同 时升尾,或是单升精单升尾;在微调中,也可 能升精同时降尾或降精同时升尾有色金属 才能调平衡。 4如果精矿产率低于首尾计算的结果, 则采用同3相反的方法。 产率调整好后,都换算为对原矿计的绝对 产率;确定了产率,就为下步计算打好了基 础,计算工作量就已过半,其它指标的计算就 容易了。 413 回收率的计算 采用公式 εnγnβn/α 式中 εn 第n个产物回收率, 。 其它指标意义同前。 某作业尾矿回收率也可采用 ε尾 1 -ε精 计算 ε6γ6β6/α 01700 501618 0/ 01470 8 91195 ε7γ7β7/α 01299 501126 5/ 01470 8 8105 ε7也可以这样计算 ε7 1 -ε6 1 - 019 195 8105 其余回收率计算略。 21 冶金矿山设计与建设 第34卷 第4期 414 产量产物矿量的计算 采用的公式 QnQ1γn 式中 Qn 第n个产量, t/ h ; Q1 第1个产量,即原矿量, t/ h。 计算 Q6Q1γ65910701700 5 41138 t/ h Q7Q1γ75910701299 5 17169 t/ h 其余产量计算略。 415 水量的计算 主要是利用矿浆浓度求水量,个别浓度设 定的不合适也需要调整试算.此流程原矿带水 忽略未计。 采用公式 WnQn/ Kn-QnQn1/ Kn- 1 式中 Wn 第n个产物含水量, t/ h ; Kn 第n个产物浓度。 计算 W6Q6 1/ K6 - 1 41138 1/ 01750 0 - 113179 t/ h W7Q71/ K7- 1 17169 1/ 01093 4 - 1171171 t/ h W7综合平衡后取171174 t/ h。 其余水量计算略。 各作业补加水量计算略。 如需矿浆量,则产物矿量产量加水量 即是。 工艺流程计算结果见图2。 5 结 语 举例计算工艺流程的代表性是有限的。选 矿工艺流程是多种多样的,各种工艺流程相同 的都是一个投入产出过程,所用的基本公式一 样;不同的是投入原料的种类、产品品种的多 少以及这个产出过程的复杂程度。不同的流 程,不同的产品要求,有不同的计算难度。只 要工艺流程合理,基本指标选定合适,套用公 式正确,方法得当,指标调整有序,工艺流程 的计算一定会顺利。□ 参考文献 [1] 选矿设计参考资料编写组 1 选矿设计参考资料[M]1 北京冶金工业出版社, 19721 [2] 选矿设计手册编委会 1 选矿设计手册[M]1 北京冶 金工业出版社, 19881 上接第4页 和液压测力计。本次研究选用钢弦测压仪,它 具有坚固耐用的优点,并且由于它所测量的参 数转变为频率的变化,故抗干扰能力强。 其使用方法为在采场中有规律地选择单 体液压支柱,在底板上垫013～015 m高的料 石混凝土块,将钢弦测压仪放置其上,然后将 单体液压支柱安放于测压仪上,电缆插头接到 巡回监测仪插座上,在监测时,通过载波中继 站、地面接收机和自动记录仪对多个支柱的压 力变化情况同时进行监测。 7 结 论 运用单体液压支柱护顶回采长壁式崩落法 水平矿柱,设计采矿回收率80 ～85 ,采矿 成本145元/ t ,比矿房矿石采矿成本提高10 ～15 ,在技术经济指标上是合理的。其关键 技术在于单体液压支柱的使用。该支柱在煤矿 系统采煤工作面应用相当成熟。只是根据康家 湾矿的矿柱开采技术条件,采高为215～ 310 m ,而在煤矿一般支柱高度在210 m以下, 需要采用加长型支柱。加长型支柱性能也在许 多煤矿得到验证,其支撑效果能达到开采要求, 其工艺简单,支护成本低,对矿柱开采适应性 强。不管矿柱上部充填体种类为何,其支撑主 要通过所留015 m左右厚度的护顶矿层与支柱 共同作用,来承载上部充填体的压力,支护效果 好,可靠性高。通过本次研究,能充分掌握单体 液压支柱在金属矿回采时的力学特征,为类似 条件下的矿柱回采奠定一定的技术基础。□ 312002年7月张海江 选矿工艺流程的计算