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矿业公司南芬红矿合理利用工程建设可行性研究报告.doc
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1、1.0总论1.1 项目背景1.1.1 项目名称 本钢集团矿业公司南芬红矿合理利用工程1.1.2 项目承办单位 项目承办单位:本钢集团矿业公司1.1.3 承办单位概况 本项目属本钢集团矿业公司南芬选矿厂的一个选矿车间。南芬选矿厂现有生产系统破碎筛分系统包括粗破碎间、中破碎间、细破碎间。磨矿选别系统包括二选、三选、四选、五选、大选(一选早已停产不用)共五个主厂房。其破磨主要设备为:粗破碎间2台P1400/170旋迴破碎机,中破碎4台2100标准圆锥破碎机,细破碎间配置17台1650短头圆锥破碎机和3台H6800圆锥破碎机。二选配置5台2.33.0m球磨机。生产能力年处理原矿50万吨;三选配置12台
2、 2.73.6m球磨机,生产能力年处理原矿300万吨;四选、五选均配置16台2.73.6m球磨机,生产能力年处理原矿400万吨,大选配置4台3.66.0m球磨机,年处理原矿200万吨,南芬选厂总规模为年处理原矿1350万吨,年产精矿450万吨。选厂生产用水由生产新水、尾矿库回水、自厂循环水三个供水系统组成。生产新水由细河水源地供给,泵站内共设6台水泵,其中20Sn-9型水泵3台,12Sn-9型水泵3台。 选厂五个选矿车间的尾矿分别经各自的尾矿浓缩池浓缩后,自流或由底流泵站加压经尾矿管道排至1尾矿泵站,再经2、3尾矿泵站加压送至尾矿库。尾矿管道为4根DN600钢管,3工1备。 南芬选厂原设计6个
3、变电所,现运行5个变电所。2变电所由动力厂管辖,现有8000kVA,66/3.15kV主变2台,对二选、粗破碎、精、尾泵站、锅炉房、细水水源地泵站供电,两台主变同时运行,负荷率71;3变电所现有10MVA, 66/3.15kV主变2台,同时运行,对三选及中破碎供电,负荷率75;4变电所现有10MVA, 66/3.15kV主变2台,同时运行,对四选供电,负荷率90; 5变电所现有10MVA, 66/3.15kV主变2台,同时运行,对五选及细破碎供电,负荷率90;6变电所变电所现有12.5MVA, 66/3.15kV主变2台,1工1备,对大选供电,负荷率72。1.1.4 可行性研究报告编制依据、编
4、制范围和编制原则1.4.1.1 编制依据1、本项目编制依据是本溪钢铁集团有限责任公司设计任务委托书。2、长沙矿冶研究院本钢集团南芬露天矿红矿选矿试验研究报告。3、中国矿业大学本钢南芬露天矿弱磁尾矿微泡浮选柱反浮选试验报告。4、本钢集团矿业公司提供的南芬选矿厂总平面图。5、国家有关的法律、法规和标准规范。1.4.1.2 编制范围 本项目编制范围是: (1)新建100万吨红矿选矿车间内的工程及配套项目,包括供电、供水、道路等内容。 (2)粗破碎利用露天矿现有粗破碎,入选矿车间的矿石粒度为3500mm,新建选矿车间不建破碎站。 (3)新建红矿选矿车间精矿浓缩后用泵送至四选或球团过滤,新建选矿车间不设
5、精矿过滤及精矿输出矿槽。 (4)新建红矿选矿车间尾矿浓缩利用二选现有50m尾矿浓缩池及底流泵站,浓缩后的尾矿由原尾矿泵站送至尾矿库,本项目不包括尾矿泵站及尾矿库。1.4.1.3编制原则 (1)100万吨红矿自成系统,单独处理。 (2)总图布置尽可能少占地,少拆迁旧有建筑物。 (3)主要工艺设备装备水平要求先进适用,关键作业采用自动控制。1.1.5 项目提出的理由与过程1.1.5.1项目提出的理由 本钢集团矿业公司南芬铁矿是我国特大型铁矿之一,其铁矿物主要为磁铁矿,磁铁矿占铁矿物总量的85以上,其次是红铁矿。南芬选矿厂所有的生产车间的生产流程均是回收磁铁矿的选别流程,由于对矿体中蕴藏的红矿未进行
6、过深入细致的研究,因此该地区红矿资源没有得到充分利用,造成了铁矿资源的极大浪费,伴随本钢集团产能的不断提高,为满足本钢铁料的需求和铁矿资源的合理利用,本项目的建设是非常必要的。1.1.5.2 项目提出的过程 本钢集团矿业公司为充分利用南芬露天矿红矿,2006年4月曾委托长沙矿冶研究院进行本溪南芬露天红铁矿选矿试验研究,长沙矿冶研究院同年10月提供本钢集团南芬露天矿红矿选矿试验研究报告;2006年末曾委托中国矿业大学进行浮选柱试验,2007年1月10日,中国矿业大学提供本钢南芬露天矿弱磁尾矿微泡浮选柱反浮选试验报告,2007年3月邀请鞍钢集团矿业设计院编制南芬选厂新建100万吨/年规模红矿选矿车
7、间初步方案,我院于2007年4月提供了本溪钢铁集团矿业有限公司南芬选厂新建100万吨/年规模红矿选矿车间设计初步方案说明书。随后本钢矿业公司对初步方案组织了讨论,并正式下达了设计任务委托书,委托我院编制本钢集团矿业公司南芬红矿合理利用工程可行性研究报告。1.2 项目概况1.2.1 项目拟建地点 本项目拟建在南芬选厂原一选车间和现供应科附近。1.2.2 建设规模与目标 年处理红矿100万吨,年产品位为65.8的铁精矿35万吨。1.2.3 主要建设条件1.2.3.1 原矿条件 本钢集团矿业公司南芬露天矿每年可向选厂提供原矿品位大于29.1的红矿100万吨。1.2.3.2 选矿技术条件 本钢集团矿业
8、公司2006年4月曾委托长沙矿冶研究院进行了本溪南芬露天红矿选矿试验研究,试验表明,采用阶段磨矿弱磁反浮选流程处理南芬露天红矿,在原矿品位33左右的情况下,可获得65.8的铁精矿。1.2.3.3 供水条件 本项目需生产新水171.56m3/h,南芬选厂细河水源地供水设施完全可以满足本项目要求。1.2.3.4 供电条件 本项目供电新增负荷视在功率为5750kVA,拟对原2变电所进行增容升压改造。1.2.3.5 供热条件 本项目冬季采暖及生产用汽需6.2吨/h,热源接自选厂原蒸汽锅炉房,若原蒸汽锅炉房供热能力不足,可考虑在原蒸汽锅炉房更新设备进行增容。1.2.3.6 运输条件 原矿运输利用南芬露天
9、矿原有铁路专用线,并在破碎铁路机车走行线上接一条红矿翻车线,精矿则浓缩后用泵送至四选或球团过滤,利用原有输出系统;备品备件运输可利用厂区公路运输。1.2.4 主要技术经济指标 原矿品位: 29.1 精矿品位: 65.8 尾矿品位: 9.02 选 比: 2.828 原矿处理量:100万吨/年年产铁精矿:35.36万吨1.2.5 工程总投资及经济效益1.2.5.1 工程总投资 本项目工程总投资 9849 万元,其中工程建设投资9849万元,铺底流动资金900万元。1.2.5.2 经济效益 本项目达产后,年税后利润2722万元(不考虑财务费用),财务内部收益率26.09,投资回收期为4.60年。1.
10、3 问题与建议 (1)关于原矿品位 本钢集团南芬露天矿红矿选矿试验研究报告中给出的原矿品位33.32,设计任务委托书中给出的原矿品位29.1,差异较大,本可研按设计任务书29.1%设计,建议下段设计开展前确定合理的原矿品位并进一步补充选矿试验。 (2)关于半自磨机、浮选柱的采用 本可研报告编制之前,我院曾编制过本溪钢铁集团矿业有限公司南芬选厂新建100万吨/年规模红矿选矿车间设计初步方案说明书,方案中设计推荐采用球磨机和浮选机方案,在讨论方案设计中,本钢矿业公司要求可研按半自磨和浮选柱方案进行编制,对半自磨和浮选柱的应用下段设计尚需论证,特别是浮选柱仅为试验室试验,建议下段设计开展前,进行浮选
11、柱扩大连续试验。 (3)关于总降变电所 本可行性研究拟对2总降压变电所进行升压增容改造,但涉及原有用电车间电压等级工作较为复杂,本可研未考虑原有用电负荷升压相关事宜,有待下段设计研究探讨。 (4)关于厂区地形图 业主提供的厂区地形图不能反映厂区现状,下段设计开展前,请业主委托有资质的测绘单位重新测绘1:500厂区地形图。 (5)关于工程地质资料 为满足下阶段设计需要,请业主委托有资质的勘查单位对新建厂址进行地质勘查,提供地质勘查报告。2.0 选矿工艺2.1概述按本钢集团矿业公司要求,拟在南芬选矿厂新建红矿处理系统,此前,已分别按常规破磨流程和自磨流程作出二种配置方案,本可研应本钢集团要求采用自
12、磨和浮选柱方案。浮选设备采用浮选柱,是根据中国矿业大学2007年1月所作“本钢南芬露天矿弱磁尾矿微泡浮选柱反浮选试验报告”进行设计的。2.2设计规模及工作制度按要求设计规模为100万t/a(原矿)。工作制度采用连续工作制:330天/年,3班/天,8小时/班,设备作业率90.4 %。按此作业制度,单位处理能力为126 t/h。2.3选矿工艺流程及技术指标2.3.1选矿试验概况为了充分利用回收本溪南芬地区红矿资源,本溪钢铁集团公司曾于2006年4月委托长沙矿冶研究院对南芬地区红矿进行了选矿试验,并于同年10月提供了“本钢集团南芬露天矿红矿选矿试验研究报告”。通过对原矿的化学分析和物相分析,矿石中可
13、供选矿回收的主要组分是铁,且主要以磁铁矿和赤铁矿的形式存在,分布在磁铁矿中的铁占50.12%,分布在赤铁矿中的铁占40.10%。可见选矿采用磁、浮联合工艺流程是合适的。矿石中需要舍弃的主要组分是SiO2,有害杂质硫、磷含量均较低,硫含量为0.052%,磷含量为0.057%,对铁精矿的质量影响甚微。显微镜下观察,原矿中磁铁矿和赤铁矿均属中细粒不均匀嵌布粒度,相对而言,磁铁矿粒度略粗。欲使矿石中90%以上的磁铁矿和赤铁矿达到单体解离,磨矿细度须达到-200目占95%左右。通过相对可磨度试验,表明南芬地区红矿较之磁铁矿好磨,系数K值为1.09。为了获得合适的选矿工艺流程及选矿技术指标,长沙矿冶研究院
14、分别按照“阶段磨矿弱磁强磁反浮选流程”和“连续磨矿弱磁强磁反浮选流程”进行了试验室试验,同时进行了各选别设备的条件试验。以后,又按照“阶段磨矿弱磁强磁反浮选流程”,进行了两种不同浮选药剂的扩大的试验室连续试验。按照“连续磨矿弱磁强磁反浮选流程”,浮选药剂采用阴离子RA915时,试验室试验指标为:原矿品位33.65%,混合精矿品位68.46%,尾矿品位7.65%,铁回收率86.99%,选比2.34;按照“阶段磨矿弱磁强磁反浮选流程”,浮选药剂采用阴离子RA915时,试验室试验指标为:原矿品位33.54%,混合精矿品位67.32%,尾矿品位7.15%,铁回收率87.91%,选比2.28; 浮选药剂
15、采用阳离子十二胺时,试验室试验指标为:原矿品位33.54%,混合精矿品位66.77%,尾矿品位7.07%,铁回收率88.27%,选比2.26。 扩大的试验室连续试验结果为:浮选药剂采用阴离子RA915时,试验指标为:原矿品位33.32%,混合精矿品位65.84%,尾矿品位5.49%,铁回收率91.13%,选比2.17; 浮选药剂采用AB药组合时,试验指标为:原矿品位33.32%,混合精矿品位65.89%,尾矿品位5.19%,铁回收率91.67%,选比2.16。 试验推荐采用“阶段磨矿弱磁强磁阴离子反浮选流程”,浮选药剂采用RA915或AB药组合。2.3.2设计工艺流程及技术指标此前所作方案设计
16、,其工艺流程及技术指标均是按试验推荐进行的,暂未作调整。本次设计选矿工艺流程及技术指标按设计委托任务书要求确定,选矿工艺流程为“半自磨、阶段磨矿、弱磁强磁反浮选工艺流程”(详见附图)。设计主要工艺技术指标见表2-1: 设计主要工艺技术指标表 表2-1序号项 目单 位指 标1原矿品位%29.102精矿品位%65.803尾矿品位%9.024金属回收率%79.955选矿比倍2.828产品方案如下: 表2-2序号项 目单 位指 标1精矿量万t/a352精矿品位%65.803精矿水分%102.4工艺设备选择设备选型遵循“高效、低耗、耐用”的原则,装备水平达到国内先进;所选设备立足于国内制造。(1)磨矿设
17、备的选型磨矿设备是选厂的关键设备,它关系到选厂的建设投资、生产能力及选别指标的实现,同时也关系到选厂的生产成本。根据本次新建选厂的规模、场地空间位置、设备系统配置及各选厂磨矿设备的使用情况,本可行性研究自磨机选用5.51.8m自磨机,二次球磨机及再磨机选用2.73.6m溢流型球磨机。(2)强磁设备的选型目前,国内用于弱磁性矿物分选的强磁选设备有平环仿琼斯强磁机和立环脉动强磁机。平环仿琼斯强磁机设备故障率高,作业率只达80%左右,磁极头磨损后难以修复,介质板容易堵塞,磁感应强度降低过多,导致强磁作业尾矿品位由初期的10.5%上升至12%以上。鞍钢所属矿山各选矿厂成功的采用了Slon-1750和S
18、lon-2000立环脉动强磁选机,该设备体积小,重量轻,处理能力大,设备结构合理,运行可靠,操作维护简便,由于磁路设计和棒介质分布合理,且配有脉动机构形成脉动流体力,所以分选效果好,对矿石性质变化适应性强,不仅提高了作业精矿品位,同时又降低了作业尾矿品位。基于鞍钢各选厂的生产实践,本可性研究推荐在强磁作业采用脉动立环强磁机。(3)浮选设备的选型据中国矿业大学介绍,旋流静态微泡浮选柱是由其近年研制成功的一种新的浮选设备,与旧的浮选柱有很大区别。通过对南芬露天矿弱磁尾矿实验室试验,浮选柱与浮选机比较,前者指标优于后者,且应用浮选柱可以简化流程,只需一粗一扫两段流程,浮选柱只需 3.0m粗选,2.6
19、m扫选各1台即可。考虑到南芬露天矿红矿中,青、红矿比例的波动,为留有余地,设计粗、扫选作业选用3.6m、3m浮选柱各1台。并增加一台 2.6m浮选柱作二扫选作业。选矿主要工艺设备见表23。 主要工艺设备表 表2-3序号设备名称、规格数量备注15.51.8m自磨机2一次磨矿22.73.6m溢流型球磨机2二次磨矿32400沉没式双螺旋分级机2一次分级42.73.6m溢流型球磨机2再磨机53505旋流器组2再磨前脱水63000永磁脱水槽4710502400永磁机4一段永磁810502400永磁机2二段永磁9MVS2020高频振网筛410SLon-1750立环高梯度强磁机3强磁1114201500圆筒
20、筛3强磁前除渣1230003000高效搅拌槽3133600浮选柱1粗选143000浮选柱1一扫选152600浮选柱1二扫选1630m浓缩机1强磁前浓缩1724m浓缩机1浮选前浓缩1824m浓缩机1精矿浓缩2.5厂区布置结合南芬选厂的实际情况,红矿选矿生产系统在原有一选车间附近位置实施。在用于原矿运输的铁路旁适当位置建一卸车矿槽,用于接受、转运来自采场的3500mm红矿。可以做到不与原有青矿生产相干扰。因采用自磨流程,故不需建破碎、筛分间,但需建一原矿贮仓,由两条胶带机将原矿输送至主厂房内的两台自磨机。原矿贮仓同时具有调节采场与选厂之间生产波动的作用。厂区布置及各车间设备配置详见附图。3.0给排
21、水3.1 生产现状3.1.1 供水现状新建红矿车间位于选厂现有二选车间附近,二选车间生产新水由细河水源地通过一条DN500供水管道供给。二选车间生产用水由生产新水,尾矿库回水,自厂循环水三个供水系统组成。其中生产新水与尾矿库回水管网在厂区内相连互为补充。二选车间生产废水经10尾矿浓缩池处理后,自流至环水泵站,满足二选车间用水需要,现有10尾矿浓缩池还用于间断处理全厂溢流废水。3.12尾矿输送现状现有二选车间的尾矿经10尾矿浓缩机处理后,自流进入尾矿道,全厂尾矿一起排入1尾矿泵站,再经2,3尾矿泵站加压送至尾矿库。尾矿管道为DN600钢管,共四根,三工一备。目前全厂尾矿输送量为50006000
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