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1、第 一 篇工 艺 篇第一章概论1.1建厂地区概况1.1.1矿山地理位置及交通情况柿竹园多金属矿位于湖南省郴州市苏仙区境内，距郴州市26公里。拥有土地权面积15平方公里，采矿权面积35平方公里。区域内矿产资源丰富,矿物品种达143种之多，矿石资源量达3.6亿吨，金属储量161.69万吨。其中钨74.7万吨，占世界已探明储量的20.7%，占全国已探明储量的49%；铋30.5万吨，占世界已探明储量的42%，全国已探明储量的63%；锡48.6万吨；钼13.2万吨；还有伴生萤石矿物储量4589万吨。已探明的矿产资源价值达2000多亿元，是世界闻名的多金属矿床地，被中外地质专家誉为“世界有色金属博物馆”。
2、矿区有国家公路与郴州市相连，大宗货物可通过下湄桥转运站转运，由京广铁路通往全国各地，对外交通十分便利。1.1.2矿区经济情况柿竹园多金属矿区离郴州市仅26公里,经济状况较好,交通比较便利,使得矿区工农业所需的工业品供应齐全.厂区周围景色迷人,风光明媚,农村各种产业发展较为迅速,农民生活比较富裕。矿区劳动力来源也很充足，因此建厂后可以充分利用。1.1.3环境保护由于建矿初期对环境保护认识不足，重视不够，致使工业发展与环境保护失调、近几年来，环境保护工作得到了高度重视。已建立了污水处理系统。使尾矿水达到了废水排放标准，对周围的环境已不再有破坏作用，基本上达到了发展与环境的协调。1.2多金属矿区建设
3、概述据史书记载，明朝嘉庆年间就柿竹园开始了炼铜炼银。到了民国这里则成为了帝国主义侵略势力的乐园，他们视矿工生命如草芥，伤亡事故频频发生，矿山满目疮痍。新中国诞生后，1950年10月人民政府接管矿山，让矿工们翻身做了主人，从此百年老矿焕发新春。在国民经济恢复时期到第一个五年计划，国家逐渐加大投入，为柿竹园修建矿山公路，建设供电系统和通讯工程，完善矿山生产设备设施，为柿竹园的发展打好了基础。1963年中南地质局四零八队重上柿竹园探矿，4年后认定柿竹园的矿物种类多、储量大，矿石储量1.9亿吨，初步确认共有143种矿物，是世界上罕见的特大型矿床，名不见经传的柿竹园引起了世界的瞩目。1978年4月1日，
4、湖南省冶金井巷建设公司第一工程队承担的490西通风平巷工程打向了掘进第一炮，沸腾的矿山、轰鸣的机器声送走了昔日的荒凉。20世纪80年代，改革开放的大潮奔腾而来。柿竹园人用前瞻性思维来调整发展思路，瞄准多金属采选工程和冶炼业作为企业转型战略，企业进入了关键发展期。1990年6月，柿竹园有色金属矿历史上的第一座冶炼厂破土动工，此后向铋冶炼、粗铅冶炼、钼冶炼、铋矿浆电解、氧化钼焙烧工艺、铋厂改扩建改造、钼厂改扩建等领域拓展。1998年10月，1000吨/日选厂工程竣工，于次年实现达产达标，使柿竹园一举成为全国钨精矿生产大户，世界铋精矿生产大户。2006年9月建成2000吨/日选厂，使柿竹园进一步跃升
5、为湖南有色矿山采选规模最大的企业之一。2001年8月8日，湖南柿竹园有色金属有限责任公司正式挂牌成立，在建立现代企业制度方面迈出了关键的一步。此后，进行了一系列改革与拓展：优良资产进入湖南有色股份在香港成功上市。与株硬强强联合，组建“郴州钻石钨制品有限公司”；与广州有色金属研究院组建了莹石有限责任公司；以土地补偿费入股的方式与郴州有色金属产业园管委会共同组建了郴州市福源科技投资开发有限公司。2008年6月，柿竹园联合4家资源企业，共同出资组建了湖南铋业公司，成功打造了中国铋业航母，控制了世界铋市场40%以上的份额，增强了湖南铋产业在国内外市场的话语权。2008年9月，与大吉岭长胜有色矿联合筹建
6、了大金公司，整合了周边铅锌资源。2009年初，与湖南有色氟化学有限公司、中莹集团共同出资组建了湖南有色郴州氟化学有限公司。同时，与科研院所加强合作，成立国家级多金属研发中心。多年来，柿竹园人劈开阻碍企业发展的荆棘，破解矿石难采、难选、难提炼这三大难题，推动企业走上一条以科技为先导的跨越式发展道路！2002年，“柿竹园群空区条件下连续采矿及地压监控技术研究”被确立，公司通过大胆创新采用揉和露天开采技术的“崩落法”来破解多金属连续开采这一世界级难题。2006年9月21日，顺利实施了装药量达184吨的“亚洲第一爆”。2007年9月24日多金属连续开采井下中深孔装药量308.8吨的“世界第一爆”的成功
7、起爆，以“崩落法”为主的多金属连续开采技术走向了成熟，标志着柿竹园采矿爆破技术步入了世界先进行列。八十年代初，公司针对矿石品位低、成分复杂难选，成立了选矿技术攻关组，通过长达十五年的科技攻关，使钨、钼、铋的回收率分别提高到62%、86%、72%，平均提高了28.70个百分点。这种钼铋等可浮、铋硫混浮新工艺与CFGY联合法浮钨新工艺相结合的办法，被命名为“柿竹园法”，获国家科技进步二等奖，开创了以一个企业名称命名一种选矿法的先河。2008年浮选柱的开发与应用钨（粗）选、萤石柱式全流程分选技术获全国有色金属工业科学技术奖一等奖，开创了浮选柱选别重金属的先河。铋冶炼刚建厂时采用传统的火法冶炼，直收率
8、较低、劳动强度大。公司通过不断探索，采用铋矿浆电解湿法冶炼，于2000年获得国家科技发明二等奖。此后，公司研制开发出铋粒制造国家专利设备，铋年生产能力实现了翻番。1.3钨选矿方法概述本矿矿区对钨矿物选别进行了：黑白钨混合浮选-黑白钨分离流程方案；磁选黑钨磁选尾矿选白钨流程方案；黑白钨混选钨粗精矿磁选分离黑白钨三种流程方案，前两种流程方案都取得了较好的试验指标，其中磁选黑钨磁选尾矿选白钨流程方案黑钨的选别指标较好，而白钨矿可以通过脂肪酸类捕收剂进行回收。由于时间关系，钨矿物选别第种方案，即磁选黑钨-磁选尾矿选白钨流程方案仅进行了开路试验，没有进行闭路试验，开路试验获得了较好的试验指标。该方案具有
9、以下优点：强磁选使90%以上的黑钨矿物进入磁选精矿产品中，白钨矿主要在磁选尾矿中，黑钨矿物和白钨矿物基本分离开；根据黑白钨矿物的不同浮选特性，制定不同的浮选条件，这样有利于提高黑钨矿和白钨矿的选别指标。采用螯合捕收剂直接浮选黑钨矿，不需经过重选摇床回收粗粒黑钨矿作业，黑钨选别流程简单，黑钨精矿品位和回收率均大大较高；白钨矿采用脂肪酸捕收剂浮选回收，选矿药剂成本大大降低。由于黑钨选矿指标的提高，钨精矿品位和总回收率较全浮流程大大提高。石榴子石等磁性矿物随黑钨矿进入强磁性产品，以及白钨浮选不用添加萤石抑制力很强的抑制剂，为萤石浮选创造了有利的条件。1.4矿石类型及性质柿竹园多金属矿是以钨、铋为主，
10、伴生有钼、萤石、石榴石、铁（磁铁矿、磁黄铁矿）的多金属矿床。钨矿物主要有白钨矿、黑钨矿、假象半假象白钨矿和钨华；铋矿物有辉铋矿、自然铋、铋华和斜方辉铅铋矿；钼有辉钼矿和钼华。其他金属矿物有黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、锡石、黄铜矿等。非金属矿物有萤石、石榴石、方解石、石英、角闪石、绿泥石和云母等。矿石中有用矿物种类多、嵌布粒度细、共生关系复杂。黑钨矿和白钨矿共生，白钨矿和含钙的萤石、方解石和石榴石共生，有用矿物需要细磨才能单体解离。根据矿体的产状、矿石特点及岩石类型，矿体分为、和四个矿带，各带之间没有明显的界限，多呈渐变过渡状态，其中矿带是富矿带，是矿山前期生产和科研主要对象。柿竹园多金属矿为特大
11、型接触交代矽卡岩矿床，工业类型属云英岩矽卡岩复合型钨钼铋多金属矿床。矿体赋存于花岗岩与中、上泥盆统灰岩接触带附近的矽卡岩、大理岩中。本设计的对象即矿带富矿段产于正接触带下部紧贴花岗岩一侧的云英岩网脉矽卡岩中。矿石结构有自形半自形粒状、交代假象、交代残余、溶蚀、固液体分离、压碎等；矿石构造中主要有浸染状、网状、条带状、块状等。1.5采矿方法采用分段凿岩，阶段崩矿矿房采矿法，矿房采空后用碎石一次充填，为确保后期露天安全分期开采。开拓方式采用平窿溜井无轨斜基开拓，主平窿口标高380m,主溜井标高自380m至490m标高，井深110m,井径4m，副溜井标高自490m至550m标高，直径2m,无轨斜巷自
12、490m标高至558m标高。1.6设计依据本设计选用的工艺流程和设计指标，主要依据研究单位的小型试验报告及工业试验报告和柿竹园有色金属矿1000吨日、2000吨日选矿厂近年来的生产、经营资料，以及矿区地形图，工程地质，水文地质，气象，环保等资料。第二章工艺矿物学特性2.1矿石特性柿竹园多金属矿矿带富矿段矿石中主要金属矿物为白钨矿、黑钨矿、辉钼矿和辉铋矿，次为锡石、磁铁矿、黄铁矿和少量钽、铌、铍等，主要非金属矿物为萤石、石榴子石、透辉石、石英和云母等，其次为长石、绿泥石、方解石和电气石等。石榴子石和透辉石为矽卡岩矿石的主要造岩矿物，石英和云母为云英岩石的主要造岩矿物。矿带富矿段矿样多元素化学分析
13、见表1-1，主要矿物组成分析结果见表1-2，原矿中钨矿物的物相分析见表2-1表2-1矿样多元素化学分析成 份WO3MoBiSnCuPbZnS含量，0.180.0310.110.110.0350.0360.0440.83成 份FeMnAsP*Ag*Au总炭烧失量含量，8.240.700.00250.0238.170.011.045.81成 份SiO2Al2O3CaOMgOK2ONa2OCaF2含量，34.3410.7026.231.091.490.3221.24* Au、Ag为g/t。表2-2原矿中主要矿物组成分析金属矿物含量，%脉石矿物含量，%黑钨矿0.06石英15.0白钨矿0.15钾长石3.
14、5辉钼矿0.047斜长石4.7辉铋矿0.07白云母、绢云母7.6自然铋0.013绿泥石6.4* 辉铅铋矿0.05绿帘石5.4方铅矿0.02铁铝榴石5.6黄铜矿0.10钙铁榴石4.2闪锌矿0.07黑云母2.0黄铁矿0.90黄玉4.0磁黄铁矿0.60闪石、辉石3.0磁铁矿3.20萤石21.24褐铁矿0.30方解石6.3锡石0.10白云石3.2* 独居石0.32* 其它1.86合计6.0094.0* 注：辉铅铋矿包括各种铅、铋的矿物；独居石还包括褐帘石、氟碳酸铈镧矿、金红石、铌板钛矿、锆石、黑稀金矿、硅酸钍矿、沥青铀矿等；其它脉石矿物包括粘土矿物、矽灰石、磷灰石等。表2-3 原矿中钨矿物的物相分析相
15、类黑钨矿中钨白钨矿中钨其它钨总含钨量WO3，0.0450.1170.0180.18分布率，25.0065.0010.00100.002.2设计设计指标（钨）原矿品位： =0.48%黑钨精矿： =42.09% 白钨精矿： =60% 真比重： 3.14 含水含泥： 4% 中硬矿石原矿最大块度Dmax=500mm 最终破碎产物粒度dmax=10mm2.3设计依据本设计选用的工艺流程和设计指标，主要依据研究单位的小型试验报告及工业试验报告，以及矿区地形图，工程地质，水文地质，气象，环保等资料。第三章工艺流程的选择和计算3.1破碎流程的计算设计已知条件：处理量为4000T/D，无手选和洗矿作业。破碎车间
16、采用一天三班制，每班机器运转6.5个小时。（1）计算破碎车间小时处理量。 （2）计算总破碎比。 （3） 初步拟定破碎路程。 根据总破碎比，选用三段一闭路破碎流程。初定流程如下图3-1破碎流程图（4）计算各段破碎比。 平均破碎比： 取，略小于。 则（5）计算各段产物的最大粒度。 ， ， （6） 计算各段破碎机排矿口宽度。 初步确定粗碎采用旋回破碎机，中碎采用标准型圆锥破碎机，细碎用短头型圆锥破碎机，排矿口宽度为：，取，取采用等值筛分制度，（7）选择各段筛子筛孔尺寸和筛分效率。 细筛：采用等值筛分制度选方案如下： ，即（8）计算各产物的产率和重量。 粗、中碎作业。 细碎作业。 根据平衡关系可得一下
17、关系 所以 （9）绘制破碎数质量流程图。图3-2 破碎数质量流程图3.2破碎设备的选型和计算 1.2.1破碎设备的选择 粗碎设备的选择原矿最大粒度500mm， 查选矿设备选：700/100旋回破碎机； 给矿口宽度和处理量均满足要求。 中碎设备的选择标准型圆锥破碎机选 细碎破碎机短头型圆锥破碎机 1.2.2生产能力的计算 （1）粗碎：旋回破碎机开路 生产能力 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；查得 破碎机排矿口宽度； 矿石可碎性系数；查得 矿石密度修正系数； 给矿粒度修正系数；查得 所以 破碎机台数 不均匀系数；取 需要破碎的矿量； 所选破碎机的生产能力；
18、取台，满足生产能力 （2）中碎：标准型圆锥破碎机1650开路 生产能力 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；查得 矿石可碎性系数；查得 矿石密度修正系数； 给矿粒度修正系数；查得 所以 破碎机台数 不均匀系数；取 需要破碎的矿量； 所选破碎机的生产能力； 取台，满足生产能力 （3）细碎:短头型圆锥破碎机 闭路 生产能力 闭路破碎系数；取 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；查得 破碎机排矿口宽度； 矿石可碎性系数；查得 矿石密度修正系数； 给矿粒度修正系数；查得 所以 破碎机台数 不均匀系数；取 需要破碎的矿量； 所选破碎
19、机的生产能力； 取台，满足生产能力 （4）筛分设备的选择和计算 细碎前预先筛分和检查筛分采用自定中心振动筛 生产能力 所以 振动筛的生产能力（t/台h）； 振动筛的有效筛分面积系数；取； 振动筛的几何面积； 振动筛单位面积的平均容积生产能力；查得 筛分物料松散密度； （） 修正系数，查得 ；所以 所以可选用两台自定中心振动筛3.3磨矿分级的计算 （1）最终细度-200目 85% ，取两段全闭路.如图3-3 一段粗磨到0.50.3mm以下。取=350% 二段细磨到0.1mm以下。取=300% , ，K=0.82，m=1（因第一 段是闭路）； ，图3-3磨矿流程图 （2）产量的计算 一段：， ，
20、二段：， ， ， ， ， ， （2）产率的计算 ; ; ; ; 3.4磨矿矿浆流程 （1）必须保证的浓度 （2）不可调节的浓度 原矿水分3%（） 分级返砂 （3）计算液固比 （4）水量计算 （5）补加水量 （6） 矿浆体积 磨矿流程计算结果列表，如表3-1表3-1磨矿数质量作业品位产量Q产率浓度C液固比R水量W矿浆体积V补加水10.48167100.00 97.00 0.03 5.16 58.35 20.48752450.30 83.24 0.20 151.41 390.91 磨矿10.48752450.30 80.00 0.25 188.00 427.49 36.59 30.48752450
21、.30 80.00 0.25 188.00 427.49 螺旋分级机40.48167100.00 45.00 1.22 204.11 257.30 162.36 50.48585350.30 80.00 0.25 146.25 332.56 60.48475284.43 58.56 0.71 336.11 487.38 水利旋流器70.48167100.00 30.00 2.33 389.67 442.85 130.56 80.48308184.43 80.00 0.25 77.00 175.09 磨矿20.48308184.43 70.00 0.43 132.00 230.09 55.00
22、90.48308184.43 70.00 0.43 132.00 230.09 3.5磨矿设备选择3.5.1第一段磨矿设备选择 （1）第一段球磨机的选择 格子型球磨机，取MQG36004500，有效容积V=41 查表5-13可得： （2）磨矿机的生产能力 （3）磨矿机台数： （台） （4）磨矿机负荷系数： 综上可得：选取2台MQG36004500 ，有效容积V=413.5.1第二段磨矿设备选择 （1）第二段球磨机的选择 溢流型球磨机，取MQY36004500，有效容积V=41 （2）磨矿机的生产能力 （3）磨矿机台数： (台) （4）磨矿机负荷系数： 综上可得，选取2台MOY36004500，
23、有效容积V=413.6螺旋分级机的选择 (1)分级机溢流中，-200目51.21%，查表4-9可知，溢流产物中最大粒度为0.32mm，则选择高堰式双螺旋分级机。 (2)按溢流中固体重量计的处理量，求出螺旋直径，则 其中： m-分级机螺旋个数。则取m=2 -矿石密度校正系数，则 -分级机粒度校正系数，查表5-18可得=1.0所以 (3)综上可知，选取2FG-20型螺旋分级机 (4)验算：按返砂中固体重量计的处理量是否满足设计要求 一台磨机配一台螺旋分级机 由上可知即设备两台2FG-20型螺旋分级机满足要求。3.7水利旋流器的选择 (1)初步确定水利旋流器直径D. 溢流中-200目得占85%，查表
24、4-9得，溢流中最大粒度为0.094mm， 处理量V=， 查表5-19，初步确定水利旋流器直径D=500mm=50cm （2）根据D可知各直径为： 溢流口直径 沉沙口直径 （3）确定给矿压力P 水利旋流器分离粒度d= 查表5-20，确定给矿压力P在0.100.15Mpa之间，取P=0.10Mpa （4）验证溢流粒度 （其中） （5）计算水利旋流器的处理量 （其中：=1） （6）计算水利旋流器所需台数台 综上所述可取五台水力旋流器，其中一台备用3.8选别流程及其设备选择和计算3.8.1已知：，产物中金属含量e=1（单金属矿）。3.8.2原始指标数的确定：；C=1+e=2；3.8.3原始指标数的分
25、配（单金属矿）：3.8.4流程图如图3-4图3-4选别流程图 原始指标数; ； ； 3.8.5原始指标值的选择3.8.6选别流程的计算通过原始指标用EXCEL表格公式计算产率、回收率、金属量和未知品味列表如下表3-2选别流程数质量产品品位产率回收率产量Q70.48 100.00 100.00 167.00 100.63 107.01 139.51 178.70 119.00 4.60 86.17 7.68 120.25 102.41 53.34 171.02 138.17 5.27 89.66 8.79 140.31 108.90 69.56 181.86 1512.50 3.35 87.27
26、 5.60 160.60 1.91 2.39 3.20 173.50 5.09 37.12 8.50 180.15 103.81 32.44 173.36 192.71 7.01 39.51 11.70 2015.00 2.68 83.78 4.48 212.50 0.67 3.49 1.12 220.16 128.14 41.56 213.99 231.20 6.49 16.22 10.83 240.10 121.65 25.34 203.15 250.18 24.33 9.12 40.63 260.08 97.32 16.22 162.52 273.84 14.52 116.20 24.2
27、5 2832.00 0.89 59.40 1.49 292.00 13.63 56.80 22.77 3027.60 1.07 61.43 1.78 312.13 16.72 74.14 27.91 3247.00 0.59 57.41 0.98 334.00 0.48 4.02 0.80 341.20 11.36 28.40 18.97 354.10 5.36 45.74 8.94 361.31 11.84 32.42 19.78 3743.53 0.64 58.37 1.07 384.00 6.42 53.54 10.73 3958.00 0.47 56.33 0.78 405.50 0.
28、18 2.03 0.30 412.70 3.08 17.34 5.15 425.20 3.34 36.20 5.58 4365.00 0.41 55.38 0.68 448.00 0.06 0.95 0.10 453.50 1.07 7.80 1.79 466.00 2.27 28.40 3.79 476.12 3.69 47.08 6.17 4820.00 0.71 29.70 1.19 492.80 2.98 17.38 4.98 5016.66 0.94 32.50 1.56 514.84 3.97 39.98 6.62 5231.00 0.46 29.50 0.76 533.00 0.
29、48 3.00 0.80 548.00 0.94 15.68 1.57 551.90 3.03 11.98 5.05 566.31 1.42 18.68 2.37 5726.91 0.56 31.14 0.93 582.08 4.28 18.51 7.15 5941.00 0.33 28.35 0.55 606.00 0.22 2.80 0.37 615.00 0.99 10.28 1.65 621.20 3.29 8.23 5.50 6324.93 0.56 29.35 0.94 6447.00 0.28 27.70 0.47 658.00 0.10 1.65 0.17 6655.00 0.
30、23 26.70 0.39 679.60 0.05 1.00 0.08 682.50 1.25 6.54 2.10 690.40 2.04 1.70 3.41 3.9选别流程矿浆计算3.9.1黑白钨混浮 （1）确定浓度Cn 必须保证的作业浓度 粗选作业浓度 精选1作业浓度 精选2作业浓度 不可调节的选别精矿浓度 粗选精矿浓度 精1精矿浓度， 扫1精矿浓度 扫2精矿浓度 扫3精矿浓度 （2）按计算固液比 ； ； ； （3）按计算水量 ； ； ； ； ； ； ； ； ； （4）计算补加水 ； ； （5）按计算矿浆体积 ； ； ； ； ； ； 3.9.2白钨加温浮选 （1）确定浓度Cn 必须保证的作
31、业浓度 粗选作业浓度 精选1作业浓度 精选2作业浓度 精选3作业浓度 不可调节的选别精矿浓度 粗选精矿浓度 精1精矿浓度 精2精矿浓度 精3精矿浓度 扫1精矿浓度 扫2精矿浓度 扫3精矿浓度3.9.3黑钨浮选 （1）确定浓度Cn 必须保证的作业浓度 粗选作业浓度 精选1作业浓度 精选2作业浓度 精选3作业浓度 精选4作业浓度 不可调节的选别精矿浓度 粗选精矿浓度 精1精矿浓度 精2精矿浓度 精3精矿浓度 精4精矿浓度 扫1精矿浓度 扫2精矿浓度 扫3精矿浓度计算同混浮一样在excel表格中列出结果如如表3-3表3-3选别流程矿浆流程产品作业流程浓度C液固比R水量W矿浆体积V补加水给 矿730.
32、00 2.33 389.67 1029.60 2.38 425.00 481.91 混浮粗选r27.00 2.70 483.15 540.06 58.15 1148.00 1.08 8.31 10.76 1226.48 2.78 474.83 529.30 1325.85 2.87 25.23 28.03 精选25.00 3.00 26.38 29.18 1.15 1426.67 2.75 500.12 558.03 1545.00 1.22 6.84 8.62 精选20.00 4.00 22.39 24.17 15.55 1614.06 6.11 19.54 20.56 1735.00 1.86 15.79 18.50 1826.36 2.79 484.33 539.54 1924.88 3.02 35.33 39.06 2045.00 1.22 5.47 6.90 216.21 15.11 1
