《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3
δ，松散密
=
/t2.3m
度3
=
?；
/t8.1m
3），原矿最大粒度为=
D500mm；
max
4），最终破碎产物最大粒度mm
d21
=；
max
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，%50E 1=，%80E 2=；%56E 3
=
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γ（%）；
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D ?L=2100?3000mm 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γ（%）；
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/h
m3?）
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3/t 2.3m =δ，松散密度3/8.1m t =?，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： 1.742
1005S ===
d D ； （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47.31.743a ==S ，取S 1=S 2=3.2，则第三段破碎比
70.42
.3.23 1.7
42
1a 3=?=
?=
S S S S
（5）各段破碎产物的最大粒度：mm S D d 156.2
300514===
，mm S d 482.3156d 248===
，mm S d d 217
0.448
3813===； （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：
；98mm 6
.1156
max ,144===
Z d e
；
5mm 2取,5.329
.148
e max
,288==
=
Z d
3e 根据筛分工作制度确定。若采用常规筛分工作制度：
；
21d e 1113mm ==若采用等值筛分工作制度：3e =0.8d 11=0.8×12=10mm
（7）选择各段筛子筛孔和筛分效率
粗筛：筛孔在414e d a ≤≤选取，即在156981≤≤a 之间， 取
%50,00111==E mm a ；
中筛：筛孔在828d a e ≤≤选取，即在48522≤≤a 之间，取
%;80,4022==E mm a
细筛采用等值筛分工作制度%56E ,41d 3113===mm a ； （8）计算各产物的产率和重量
1、粗碎作业：%100,/67Q 11
==γh t
1150112Q E Q -=β，150-1β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2.000
50
011==Z ，查图4-3，得0
01-1β=31%，则1001112Q E Q -=βh t /10.35.013.067=??=
。
%
100,/67%84.6/56.710.367%5.4167
10.3
151
5
21432143122=====-===-=-====
=γγγγγγγh t Q Q h t Q Q Q Q Q Q
2、中碎作业：40-5β--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：401140-4440-5-+=βββE r ，又中筛筛孔与原矿最大粒度比值80.000
540
Z 1==
,査图4-3中等可碎性矿石，得5%140-1=β，
中筛筛孔与粗碎机排矿口尺寸的比值24.098
40
2==Z ，查图4-5，
中等可碎41%40-4=β，则
%
100/115%66.433.6%%100/44.492.51267%
33.6%10067
51
.22%100/15.228.042.067%4242.041.0458.05.051.015915965876587166230516405=======-=-===-=-===?=?==??====?+?=--γγγγγγγγββh t Q Q Q h t Q Q Q Q Q Q h
t E Q Q
3、细碎作业：4
18８2414４2141-141-9
--++=βγβγβ
β
E E E 细筛筛孔
与原矿最大粒度的比值802.0500
4
11==
Z ,査图4-3中等可碎矿石，得4%41-1=β;细筛筛孔与粗碎机排矿口尺寸比值471.098
4
12==
Z ,査图4-5中等可碎性矿石得14%41-4=β;细筛筛孔与中碎机排矿口尺寸比值58.025
4
13
==
Z ,査图4-6中等可碎性矿石得
40%4
1-8
=β
则37.62%40664.08.0845.0148.05.0413-9=?+??+??=β
%
100 ,/67%267.82%100/179.44112.4467%167.82 ,/112.44%167.82%10067
112.44
%100/112.445
6.063.05
6.03762.01671则)()(1111111
10
101391013121312113133
4
1133
4
191
133411313419
1134
11313419911====
=?==+=+======?=?==??-?
=-=?????+=+=------γγγγγγββββββh t Q Q Q Q h t Q Q Q h t Q Q Q Q h
t E E Q Q E Q Q Q E Q Q Q 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=K 1K 2K 3K 4Q 0,Q 0=q 0xe 。式中Q-在设计条件下的破碎机生产能力，t/h; Q 0-在标准条件下破碎机的生产能力，t/h; q 0-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，)/(h mm t ?; e-破碎机排矿口宽度，mm; K 1-矿石可碎性系数； K 4-水份修正系数（矿石中除含水外，还有成球的粉矿时才引用K 4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：Q
KQ 0
n
=
,式中n-设计需要的破碎
机台数，台； Q 0-需要破碎的矿量，t/h; Q-所选破碎机的生产能力，)台h /(?t ； 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：e q Q 00=查表5-1得
)/(0.10h mm t q ?=，e 为排矿口宽度。
又h e /98t 980.1Q ，则9804=?==，经可碎性、密度、粒度校正后的生产能力为：Q =k 1k 2k 3k 4Q 0，)(0.11中硬矿石=k
125.16
.18.16.12==?=
k ，给矿最大粒度max D 与给矿口宽度B 之比
83.000
600
5max ===
B D a 查表5-7得0.13=k 矿石中的水分含量为3％，k 4=1，故：h t Q
/10.251980.1125.10.1=???=，3Q 为
设计流程中，通过粗碎机矿量，所需破碎机台数为：
55.010.25
150.7
2.113=?==
Q KQ n ，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：e
q Q 00
=查表5-3得)/(t 0.4q
h mm ?=，排矿口
5mm
2e 8=，则：0321Q k k k Q ???=，其中)(0.11中硬矿石=k ，
K 2=1.125,上段破碎机排矿口4e 与本段破碎机给矿口宽度2B 之比
57.0170
9824==B e 查表5-8得
k 3=0.95
，
Q=1.0x1.125x0.95x100=106.88t/h.所需破碎机台数为：
47.0106.88
39.84
2.17=?==
Q KQ n 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：1300e q Q =，查表5-4得)/(120h mm t q ?=，e 为10mm ，则./12001120h t Q =?=经过校正后开路条件下生产能力为：0321Q k k k Q k =其中125.1,0.121==k k ，该破碎机排矿口e 与给矿口之比
1.000
101==
B
e
查表
5-8得13
.13=k 则在闭路破碎时h t Q k /152.5512013.1125.10.1=???=，按通过量计算的生产能力为：k Q k Q '='，根据矿石性质取2.1=k
，则
h
t Q /190.69152.552.1=?='，故所需破碎机台数为：
70.0190.69
110.69
2.112=?==
b Q KQ n 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
mm a 1501=，采用固定棒条筛。
其筛分面积a
Q
F
q =
，式中F-条筛的筛分面积，m 2; 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，)/(t 2mm h m ??; 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L
B F ?=
n 。
则20.88m 00
168.060
q =?=
?=
a
Q
F
，一般根据给矿粒度ma x d 计
算筛子宽度,150000535.2max mm d B =?==筛子长度L=2B=3000mm 。则
02.00
.35.10.88
n =?=
?=
L
B F ，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：q
Q
F ?=
，筛孔尺寸mm
a 40=,,
查表5-13，取323/8.1),/(6.32m t h m m q =??=,所需筛子的有效筛分面积：21
.02.16
.328.160
m q Q F =?=?=
筛子的几何面积21
1.285
.002.185
.0m F F ==
=
，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h t Q /170.6910=，筛孔尺寸mm a 413=，查表5-13取323/8.1),/(7.12m t h m m q =??=
（2）确定产物10中细粒级及粗粒级的含量。细粒级含量：
10
13
7
13978710
γγβγββ
---+=
，筛孔尺寸之半与第二段破碎机排矿口之比为92.05
27
=，查图4-6得22%-7
8=β，筛孔尺寸之半与第三段破
碎机排矿口之比为
7.00
17
=，查图4-9得26%-7
13=β，则带入上式
得，22.03%
2.8446
184.46
.26010022.07
-10
=?+?=β；
粗粒级含量：10
13
4
11394184110
γγβγββ++++=
，筛孔尺寸与第二段破碎机排矿口之比为58.05
24
1=，
查图4-6得0%6418=+β，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37%4
113=+β，则
%38%1002.8446
184.46
37.01006.04
110=??+?=
+β
（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：
0.1,0.1,0.1,57.1,08.1,6.0654321======k k k k k k
（5）所
需筛子的有效筛分面积：
265432110 3.851.7
20.175.108.11.8170.69
)(m q k k k k k k Q F =????=?=
?，
筛子的几何面积为24.5385
.03.85
m F ==
（6）初步选用YA1500x3600,则台数0.845.4
4.53
n 0=='=
F F ,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30002100?φ球磨机、36002700?φ球磨机和45003200?φ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）
V
Q q )
(1200
ββ-=
h t Q /180
=,)/(1.19
)
1.065.0(189%10%6530312h m t q m V ?=-=
?===，，ββ
（2）计算不同规格球磨机的q 值，43210k k k k q q =，式中1.10=q 查表5-15得0.11=k ，查表5-18得13=k ，查表5-19得14=k 对30000015?φ，查表5-16,2k =0.81,则q=1.1x0.81=0.891; 对00030012?φ，查表5-16,2k =1.0,则q=1.1x1.0=1.1； 对00360021?φ，查表5-16,0.12=k ,则q=1.1x1.0=1.1;
(3)计算台数，qV
Q n )
(12ββ-=
，式中Q=37.5t/h ，%10%6512==ββ，
对30002100?φ，q=0.891,V=53
m ，则6.45
0.891)
10.065.0(37.5=?-?=
n
取5台；
对36002700?φ，q=1.1,V=93m ,则 2.08
91.1)
10.065.0(37.5=?-?=n
取3台；
对45003200?φ，q=1.1,V=10.83m ，则 1.74
10.81.1)
10.0-65.0(37.5=??=n
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 30000015?φ
5 92.59
49
475 95 475 15.5 77.5 Ⅱ 00030012?φ 3 69.44 74.7 630 210 630 25.7 77.1 Ⅲ
00360021?φ
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36002700?φ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h t Q / 20.632
1
.137.5=?=
（1.1为矿
量波动系数）
（2）计算螺旋分级机直径，2
124103
.008.0k mk Q
D +-=，式中
Q=20.63t/h,m=1(螺旋数)，25.1)7.22.3(5.011=-+=k ，2k 查表5-19和5-22得41.12
=k ，
则m D 65.141
.125.120.63
24103.008.0=??+-=，
选用2000φ单螺旋分级机FG-20两台。
（3）返砂量校核，h t nD mk Q /202.524
26.325.11135241353
31=????=='，
n 为螺旋转速（r/min ）。)(/1
12.5/202.516Q h t h t >,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
3/2.3m t =δ，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。
%06.0%,5.0%,1.1%,16%,07.0%,8262524232019======ββββββ
h
t Q /37.5%,95%,5.8%,25%,46.0%,5.5%,2217333433313029=======εβββββ
（1）精选
3：?????===??????=+=+=%04.3%72.3%
68.033
293433333310343433332929343329γγγβεββγβγβγγγγQ Q （2）精选
2：??
?==????+=++=+%65.5%
61.223
30303029293434232330293423γγβγβγβγβγγγγγ 则得%33.6342328=+=λγγ,校核%33.6293028=+=λγγ （3）精选
1：???==????+=++=+%54.10%
5.719
24242423233030191924233019γγβγβγβγβγγγγγ
则得%15.13193021=+=λγγ,校核%15.13242321=+=λγγ （4）整体：???==????+=+=%
041.0%
96.96323232
323333171732
3317βγβγβγβγγγγ （5）扫选
2：??
?==????+=+=%81.101%
85.426
31323231312626323126γγβγβγβγγγγ
（6）扫选
1：??
?==????+=++=+%73.103%
77.620
25262625253131202026253120γγβγβγβγβγγγγγ 则得%58.108312022=+=λγγ,校核%58.108262522=+=λγγ,
%27.14242527=+=λγγ
则得%27.114201918=+=λγγ,校核%27.114172718=+=λγγ
二、计算各产物重量: 按n 17n
Q
γQ =算出个产物重量
h t Q Q /1.14331733=?=γ h t Q Q /36.36321732=?=γ h t Q Q /1.40291729=?=γ h t Q Q /26.0341734=?=γ h t Q Q /2.12231723=?=γ h t Q Q /0.98301730=?=γ
h t Q Q /3.95191719=?=γ h t Q Q /2.81241724=?=γ
h t Q Q /1.82311731=?=γ h t Q Q /38.18261726=?=γ h t Q Q /2.54251725=?=γ h t Q Q /38.9201720=?=γ h t Q Q /5.35271727=?=γ
h t Q Q Q /2.38342328=+=, 校核:h t Q Q Q /2.38302928=+=
h t Q Q Q /40.72312022=+=, 校核:h t Q Q Q /40.72262522=+= h t Q Q Q /4.93301921=+=, 校核:h t Q Q Q /4.93242321=+= h t Q Q Q /42.85271718=+=,校核:h t Q Q Q /42.85201918=+=
三、计算各产物的回收率
按1
ββγεn
n
n =算出各产物的回收率（%8.0171==ββ） （已知）%
9533=ε 则%5-%1003332==εε %30.10217
29
29
29==ββγε 则%30.7-332932==εεε
%11317
23
23
23==ββγε 则%18-29342330=+=εεεε %40.10517
19
1919==ββγε 则%40.10-23301924=+=εεεε %79.217
31
1
331==ββγε 则%79.7323126=+=εεε %23.417
25
25
25==ββγε 则%23.9-31262520=+=εεεε %63.14252427=+=εεε，
%63.114271718=+=εεε校核：%63.114201918=+=εεε %40.123301921=+=εεε校核：%40.123242321=+=εεε %
30.120242328=+=εεε校
核
：
%30.120302928=+=εεε
%02.12312022=+=εεε 校 核 ： %02.12262522=+=εεε
四、计算未知产物的品味
按n
n
n γεββ17=算出各未知产物的品味 %20.15%
33.6%
30.120%8.028281728=?==γεββ %09.02222
1722==γεββ %51.721211721==γεββ %80.018181718==γεββ %82.027
27
1727==γεββ