小金河铁矿采选方案设计编制说明.docx
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小金河铁矿采选方案设计编制说明
小金河铁矿40万吨/a采选方案设计
说
明
书
福建省祺闽矿业有限公司
2012年2月15日
小金河铁矿采选方案设计编制说明
本设计是在三金公司与原设计单位在论证基础上,遵循中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司所提出的方案,经过现场研究,参照同类型矿山进行类比,按照安全、节约、高效的原则进行重新优设计,其主要方案构成如下:
1、选厂处理能力:
选厂处理原矿为年40万吨与原设计一致。
2、采矿:
根据矿体形态,充分利用原有的探矿巷道,主要运输巷道及溜井布置在矿体内,以便缩短开拓基建时间,同时降低采矿基建投资。
同时根据地压情况,尽最在限度回收矿柱,确保回采率≥80%。
3、破碎系统:
采用三段一闭路,一段鄂破+二段标准圆锥+三段超细旋盘破碎,预留场地安装高压辊磨机。
破碎地点位+550主平硐的东侧,最终破碎粒径-15mm,破碎产品经干式磁选后二次运输至选厂矿仓平台,干选后废料占18%就地填沟做为后期高压辊磨安装场地。
本设计破碎系统单独建设,避免了因破碎故障或维修造成选厂停机作业。
破碎系统按45万吨/a进行设计。
4、选厂位置:
为充分考虑到节能降耗,选厂最低平面标高+476水平。
5、尾矿排弃:
尾矿根据选矿两段磨矿的不同粒级分别采取不同形式进行干排。
一段磨矿的尾砂占总尾矿的64%采用沉淀池自然脱水自含水6.5%后进入干堆场,二段磨矿及一段磨细粒级占总尾矿18%经絮凝沉淀和高效深锥浓密机浓缩后采用盘式过滤机脱水至含水13%后进入干堆场。
自然脱水尾矿、机械脱水尾矿、破碎干选后的废料按照一定的比例通过碾压干堆成尾矿场。
6、选厂供水:
根据地形条件并节约投资,高位水池按照120m3建设,低位补水采用一备一用形式防止选厂因缺水耽误生产。
7、尾矿及精矿脱水:
考虑到细粒径尾矿可以就地提供给水泥厂做为辅助添加料,将尾矿经浓缩后进行脱水。
同时,为实现设备管理及使用效率,采两用一备,精矿脱水及尾矿脱水备用一套设备。
●前言
一、项目概况
1、交通位置
陕西三金矿业股份有限公司旬阳小金河铁矿位于陕西省旬阳县境内的东南部,矿区北部距旬阳县城约50km,行政区划隶属金寨乡管辖,东与白河县为邻,处于五岭山以西的大、小金河之间。
地理坐标为:
东经109°30′-109°38′20″,北纬32°42′-32°44′30″。
图1-1旬阳县小金河铁矿交通位置图
矿区有旬阳-平利三级及县、乡级公路与北岸旬阳县城相通,公路距离50km。
经旬阳县城连通316国道,可与西康、襄渝铁路连网,向北200km可达省会西安市,向西南60km可到陕南交通枢纽安康市;西康高速公路、阳安铁路、西康铁路、襄渝铁路相交于此;十天“”高速公路从矿区通过,在距矿区约1km处留有出口,交通尚属便利(见交通位置图)。
2、项目建设的必要性
陕西三金矿业股份有限公司由重钢集团矿业有限公司控股。
组建以来,在地勘、采选工程方面:
先后完成了旬阳小金河铁矿首采段地质详探;旬阳小金河铁矿首采段铁矿石工艺矿物学及选矿工艺试验研究;旬阳小金河铁矿采选工程可行性研究报告和方案设计。
在项目核准方面:
取得了采矿许可证,面积6.4993平方公里(证号C610000************6935);完成了建设项目(采矿工程、选矿工程和尾矿库工程)安全预评价,并审批通过;完成了建设项目环境影响报告,并审批通过(陕环批复保函【2009】99号);完成了建设项目水土保持报告,并审批通过(陕水保函【2009】6号);完成了建设项目土地使用预审工作,取得了批文(陕国土规发【2009】43号);完成了建设项目的使用林地初审工作,取得了批文(旬林函字[2008]46号);取得了建设项目选址意见书(旬阳县城乡建设局:
2008字第4号);完成了小金河铁矿项目移民搬迁方案,取得了批复(旬政函[2008]64号;2011年5月省发改委正式下达批复文件。
项目前期工作已基本完成,为建设陕西三金矿业股份有限公司旬阳小金河铁矿首采段40×104t/a实验生产线奠定了基础。
重钢环保搬迁工程将在2011年完成,产能将从现在的430×104t/a逐渐扩大到630×104t/a,铁矿石需求量将达到1000×104t/a以上。
目前重钢集团铁矿石原料60%以上靠进口,自有矿山仅能提供10%。
因此,建设陕西三金矿业股份有限公司旬阳小金河铁矿首采段40×104t/a实验生产线,积累经验,为进一步开发利用陕西旬阳及周边的铁矿石资源,增加重钢矿石自给率,减轻对外购矿石原料的依赖性,提高企业经济效益具有重要的意义。
同时,小金河铁矿的开发,对实现旬阳县委、县政府提出的工业强县、生态立县、人才兴县的战略目标,带动周边乡镇经济发展,提高人民群众收入水平,也是十分必要的。
本项目固定资产投资4920万元,流动资产投资886万元。
项目实施后,正常年可实现销售收入9100万元,利润总额万元2482.6/a,税后利润2111万元/a,财务内部收益率15.50%,税后全部投资回收期6.2年,投资借款偿还期4.3年,具有较好的经济效益。
3、方案设计的基础资料
(1)陕西省核工业地质调查院提交的《陕西省旬阳县小金河铁矿地质详查报告》。
(2)中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司《小金河铁矿初步设计》。
(3)陕西省建设项目环境保护预审意见,陕环批复保函【2009】99号。
(4)核工业部二○三研究所编制的《陕西三金矿业股份有限公司旬阳小金河铁矿采选工程环境影响报告书》。
(5)陕西三金矿业股份有限公司提供的有关工经、技经、供电、给排水等技术资料。
(6)国家正式颁布的相关法律、规程、规范、规定。
4、设计原则
设计采矿规模20×104t/a,外购400mm粒级原矿20×104t/a,选矿规模为40×104t/a,择地另行建设破碎站,破碎站参照本方案建设,本方案未详论。
按照安全、节约、高效原则,因陋就简,尽快建成投产,早日达效。
(3)尾矿采用脱水干堆技术。
5、设计内容选矿工程新建破碎站、筛分、磨矿磁选主厂房及精矿尾矿脱水、尾矿输送泵站(含环水泵房)高压浓密,尾矿干堆场。
二、建设条件
(1)资源条件
a陕西三金矿业股份有限公司旬阳小金河铁矿首采段贫磁铁矿矿石矿物以磁铁矿为主。
铁方解石(或菱铁矿)、含铁硅酸盐矿物、褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿等含铁矿物,占据矿石中全铁﹙TFe﹚含量的50%左右。
小金河铁矿详查报告经过专家评审的最终结论是:
“矿石总量3460.54万吨,平均品位22.53%,其中控制的内蕴经济资源量(332)矿石量470.39万吨,平均品位22.07%,推断的内蕴经济资源量(333)2990.15万吨,平均品位22.6%,上述资源量经省国土资源厅备案,并登记上表,可作为开发利用依据。
”
b小金河铁矿首采段矿石资源量估算,采用以下工业指标:
矿石边界品位TFe15%
最低工业品位TFe18%
矿体最低可采厚度1m,夹石剔除厚度1m。
C矿石资源量
首采段只选择2个工业矿体(KT4-2和KT5-3
(1))总矿石量(332+333)443.35×104t,平均品位:
21.04%。
5-3
(1)号矿体,位于11~21勘探线间。
地表断续出露总长度545m,深部最大控制长度700m,最短110m(800m标高);矿体赋存标高545~884m,呈透镜状、似层状,产于石家沟组第二段石英砂岩或绢云母千枚岩中。
矿体总体走向106°,倾向NE,平均倾角58°;矿体厚度变化在0.30~12.20m之间,平均1.50~3.0m;单工程品位TFe13.89~29.85%,平均品位20.30%;厚度及品位变化大。
详查报告估算该矿体的矿石资源储量281.32×104t。
4-2号矿体,分布于15~21线之间。
地表出露长度约200m;最高出露标高约650m,最低控制标高470m;已控制最大长度420m(600m标高)。
矿体呈透镜状赋存于石家沟组第二段石英砂岩或硅质千枚岩中。
矿体总体走向102°,倾向NE,平均倾角53°;矿体厚度变化在0.46~8.65m不等;单工程品位TFe14.65~24.85%,平均品位22.56%;矿体厚度及品位变化大。
详查报告估算该矿体的矿石资源储量162.03×104t,具有可靠的资源保证程度。
d零星矿体开发条件
陕西三金矿业股份公司的小金河矿区中的九仙洞(KT21、KT22、KT23、KT24)、郭山沟(KT7、KT8、KT9、KT10)、风丝沟(KT1、KT2、KT3)、烂泥黄沟(KT7、KT8、KT9、KT10)地表均出露有大量的小矿体,其特点为出露高、被沟壑切割严重、矿体长度短,分布广、点多。
由于探矿公路的建设完成,目前这些矿体均具备露天浅孔自溜方式进行开采回收的条件,资源量初步估算约200万吨。
经营方式初步拟定为三金公司与当地村、社合作、联办采矿点或委托经营,公司回购矿石。
(2)矿石可选性条件
矿物物相分析表明:
铁主要存在于磁铁矿和氧化铁中,占89.45%,其他10.55%存在于硅酸盐等矿物中。
矿石工业类型为:
天然贫磁铁矿。
马鞍山市天工矿业设计研究院有限公司于2010年11月提交了《陕西旬阳小金河首采段铁矿石工艺矿物学及选矿工艺试验研究报告》,采用干式粗粒抛尾—阶磨阶选的磨选工艺流程,在原矿铁品位18.11%时,获得产率17.92%、全铁品位65.53%,全铁回收率64.83%的选矿指标。
(3)供电条件
目前经过矿区的电网线路有35KV神河——张河专线(该线为安康电力局和“十天”高发司联合投资建设),以及10KV神河——张河专线(该线为“十天”高发司单独投资建设)。
通过与安康电力局协商,预计在2011年6月底前“十天”高速公路旬阳段竣工验收,高发司将该两条专线移交电力局后,可协商后T接,可满足三金公司采、选矿用电负荷要求。
(4)供水条件
矿区水系丰富,地表水化学类型除凤丝沟沟口地表水为HCO3-Ca·Mg型、张河段地表水水化学类型HCO3·SO4-Ca型外,其余均为HCO3-Ca型水,PH值7.75~8.26,为中性水;总矿化度0.20~0.22克/升,属淡水,水质良好,适合各种工业、农业用水要求。
(5)运输条件
矿区有旬阳-平利三级及县、乡级公路与北岸旬阳县城相通,公路距离50km。
经旬阳县城连通316国道,可与西康、襄渝铁路连网,向北200km可达省会西安市,向西南60km可到陕南交通枢纽安康市;西康高速公路、阳安铁路、西康铁路、襄渝铁路相交于此。
正在修建的十天高速公路从矿区通过,在距矿区约1km处留有出口,交通便利。
三、建设方案
1、采矿工艺
a开采对象及开拓方式
开采对象:
根据《陕西省旬阳县小金河一带铁矿详查地质报告》及评审意见:
详查中段共勘查出工业矿体(TFe≥18%,厚度≥1.0m)38个。
矿区范围较大,矿体较多。
本初步设计只选择5-3
(1)号矿体及4-2号两个矿体作为设计开采对象。
开拓方式:
根据设计开采范围内的矿体赋存条件、矿区地形、地质条件及地下开采原矿规模20×104t/a,考虑到节省基建投资,加快建设进度,降低矿石生产成本,在高山矿区,充分利用矿石自溜下放运输,满足选厂位置等条件,设计推荐平硐——溜井的开拓运输方案。
b采矿方法
根据矿体赋存条件,设计采用地下开采方式。
根据开采范围内矿体埋藏条件:
矿体倾角53~58°,平均倾角56°,矿体平均厚度约2.6m,属急倾斜、薄矿体,矿体顶、底板围岩全部由硅化千枚岩组成。
由于矿体厚度多数在2.6m左右,适合的采矿方法为浅孔留矿法,底部结构采用无底平装结构。
c回采工作
采用YT-28型凿岩机打浅孔,炮孔直径34~42mm,孔深一般2m。
爆破采用乳化炸药,非电导爆管起爆。
矿块沿走向布置,长度约为50m,相邻矿块的间柱6m,顶柱为3.0m。
人行通风天井布置在矿块间柱中,沿矿体底板掘进;每5m高度,向两侧采场掘进联络道,作进入采场凿岩、爆破和放矿后平整场地通道。
相邻矿块天井联络道在标高上错开布置。
矿房与运输巷道之间设置装矿巷道,装岩机出矿,装矿平巷间距8m。
中段运输平巷,布置在下盘距矿体水平距离8~10m。
废石混入率8%,采出矿石块度0~350mm,品位TFe20.11%。
d基建工程量及进度
基建工程主要包括:
①1#溜井、2#溜井,形成700-600m溜井,即1#溜井;形成750-700m溜井,即2#溜井;②中段运输巷道,600m中段(部分工程)、650m中段、700m中段、750m中段、800m回风巷;③人行通风天井;④硐室工程;⑤采切工程。
基建工程量合计4699m、36380m3。
通过进度计划编制,可安排6个工作队,需要1年时间可完成基建工程量。
2、生产采掘
设计开采原矿20×104t/a。
按浅孔留矿法矿块生产能力4.0×104t/a计算,设计回采矿块5个,备采矿块3个。
3、坑内运输
矿山采用平硐—溜井开拓,平巷无轨运输。
矿石运输:
550~600m中段矿石从550m中段运输巷道运至550m坑口,再运至选厂;600中段开采矿石直接从600m坑口运出;650m、700m中段矿石通过1#溜井下放至600m运输巷道,再通过600m坑口运出;750m中段矿石先卸入2#溜井,由700m运输巷道转至1#溜井,再通过600m坑口运出。
废石运输:
形成开拓通风系统的井巷废石运至就近坑口废石场;回采期间的掘进废石,一部分用于回填采空区,其余排至就近的坑口废石场。
人员、材料、中段采掘、运输等设备,均由各中段平硐进入坑内。
4、矿井通风、除尘
矿井通风采用机械通风,主通风机安装在800m回风平硐口,形成完整的通风系统。
掘进、回采工作面采用局扇JK58-1N04通风。
凿岩采用湿式作业,对于粉尘较大的工作面采用洒水除尘等措施,以降低粉尘。
(5)采矿、矿机主要设备,主要采掘设备见表1-1。
5、选矿工艺
工艺流程
根据马鞍山市天工矿业设计研究院有限公司提交的《陕西旬阳小金河首采段铁矿石工艺矿物学及选矿工艺试验研究报告》和《小金河铁矿增加补充试验结果》,本设计方案采用三段一闭路破碎筛分--干式粗粒抛尾--阶段磨矿阶段选别的工艺流程。
即原矿经粗、中碎开路破碎筛分闭路细碎至0~15mm,再进行干式粗粒抛尾,获得半成品;半成品进入一段磨矿,一段磨矿产品粒度为-0.076mm40%,一磨矿产品进一段磁选,一段磁选精矿进入二段磨矿,二段磨矿产品粒度为-0.076mm70%,二段磨矿产品给入二段磁选后获得最终铁精矿。
尾矿采用干堆技术。
选矿比按5.714t/t设计。
生产规模和产品方案
旬阳小金河铁矿首采段实验生产线规模为处理原矿40×104t/a﹙其中:
自采20×104t/a,外购0-40mm粒级原矿20×104t/a﹚,精矿规模7×104t/a,品位TFe≥66.00%。
表1-2工艺设计指标表
产品
产率(%)
产量(104t/a)
品位(TFe%)
金属回收率(%)
铁精矿
17.50
7.00
66.00
63.78
粗粒尾矿
64.50
25.21
7.68
26.73
细粒尾矿
18.00
7.79
8.82
9.49
总尾矿
82.50
33.00
7.95
36.22
原矿
100.00
40.00
18.11
100.00
说明:
粗粒尾矿细碎筛分粗粒抛尾尾矿+一段磁选尾矿;细粒尾矿指二段磁选尾矿及一段磁选沉淀池溢流尾矿。
工作制度及设备作业率
工作制度:
选矿厂采取全年连续工作制度,即330d/a,3班/d,8h/班。
设备作业率:
破碎、筛分56.62%;
高压辊磨抛尾、磨选、过滤85.00%。
主要工艺设备
表1-3选矿主要设备选择表
序号
设备名称、规格
数量(台)
备注
1
PE500×700mm颚式破碎机
1
粗破碎
2
S75B圆锥破碎机
1
中破碎
3
GD75旋盘式破碎机
1
细碎
4
2YA1542园振动筛
1
闭路筛分
5
LCGQ1000×2000强磁干选机
1
粗粒干选
6
MQG2100×4000湿式格子型球磨机
1
一段磨矿
7
MQY1500×4000湿式溢流型球磨机
1
二段磨矿
8
CTS1050×1500高效永磁筒式磁选机
1
一段磁选
9
CZ300旋流器
4
分级两用两备
10
CTB1050×1200高效永磁筒式磁选机
1
溢流粗选(180mT)
11
CTB1050×1200高效永磁筒式磁选机
1
二段精选(120mT)
12
21m2陶瓷过滤机
2
尾矿、精矿过滤
13
HRC12-DC高压浓密机
1
尾矿浓缩
14
ZL-50装载机
2
破碎磨选车间各1台
15
LDA-10T单梁起重机
1
磨选车间
16
絮凝剂系统
1
尾矿浓缩
主要车间
表1-4主要车间一览表
序号
车间名称
数量
建筑面积﹙m2﹚
备注
1
破碎站
1
180
2
中间矿仓
1
40
4
磨矿仓
1
40
5
磨选车间含精矿尾矿仓
1
600
6
深锥浓缩
1
350
8
尾矿干堆场
1
350
9
合计
1560
6、给排水及尾矿设施
用水量
采矿场用水量140.55m3/d;最大时11.05m3/h。
选矿厂用水量4486m3/d;最大时235.79m3/h。
选矿厂生产用新水量:
1320m3/d;最大时55m3/h;其中工艺用水31.42m3/h,设备水封用水、冷却用水23.58m3/h。
循环水量:
3732m3/d,最大时178.29m3/h。
选矿生活用水24.0m3/d,最大时2.5m3/h。
选矿厂生产循环水利用率87.23%。
选矿厂一次消防用水量为72m3。
井下一次消防用水量为216m3。
炸药库一次消防用水量为50m3。
水源
矿区高位水池从大金河取水,管线沿矿区水沟旁布置,直至矿区高位水池。
选矿生产、生活用水水源取自大金河,在450m标高处建设取水泵站一座。
给水系统
采场井下用水及破碎除尘用水,由矿区新建80m3新水高位水池供给,位于800m坑口附近,池底标高为830m。
选矿厂新水给水由选矿厂120m3新水水池供给,池底标高为490.0m
为了调节循环水系统的用水量,在选矿厂设一座300m3的生产循环水水池(池底标高为460.00m)。
循环水经杨送至高位水池,高位水池通过底流管道自流到选矿厂各用水点。
表1-1采矿系统主要设备表
设备名称
规格型号
单位
设备台数
功率(kW)
质量(t)
工作
备用
小计
单台
合计
单台
合计
凿岩机
YSP-45
个
1
1
2
0.044
0.088
凿岩机
YT-28
个
8
4
12
0.026
0.312
气腿
FT190
个
1
1
2
0.03
0.06
气腿
FT160BC(D)
个
6
3
9
0.015
0.135
耙斗式装岩机
P30B
台
8
8
17
136
0.92
7.36
局扇
JK58-1№.4
台
8
2
10
5.5
55
0.12
1.2
空压机
XR160A
台
2
1
3
160
480
4.2
12.6
坑内运输汽车
7Y-1150D2
台
17
3
21
0.9
18.9
主扇
K40-6-№.17
台
1
1
75
75
4.04
4.04
合计
52
15
67
746
44.695
●投资及成本分析
一、选厂厂址
陕西旬阳小金河铁矿位于陕西省旬阳县内的东南部,矿区北部距旬阳县城约50km,行政区划隶属金寨乡管辖。
首采段40×104t/a实验生产线由高压辊磨间、选矿间、尾矿浓缩间、高位水池等组成;生产生活辅助设施由机修间、生产办公室及生活设施组成,总用地面积10.92hm2。
粗中碎选择布置在金寨乡张家河村东南侧的单面山坡上,选矿厂址选择布置在金寨乡鲍家沟北侧的单面山坡上。
为便于采矿运输和节约能耗,选厂的主厂房标高确定在+470m标高,原矿经破碎的半成品装运平台+520与磨选受矿平台+485之间建设一条专用运输道。
外购矿经选厂由专用运输道运至破碎站进行破碎。
二、建设资金
1、固定投资投资概算
尾矿系统投资暂按1000万元考虑,采、选矿系统经设计优化后,本工程投资概算总额为:
5806万元,其详细构成见表2-2。
表2-2投资概算汇总表
序号
费用名称
概算价值(万元)
比例(%)
备注
1
井巷工程
1200
20.68
2
建筑工程
800
13.77
3
尾矿系统
1000
17.22
4
安装工程
200
3.44
5
设备
1200
20.68
6
工程预备费
400
6.89
7
流动资金
886
15.26
8
建设期贷款利息
120
2.06
9
合计
2、成本预测
根据采用的生产工艺,并参考类似矿山实际资料,估算出小金河铁矿首采段实验生产线建成后处理40×104t/a原矿规模时的采、选单位成本列入表2-4、表2-5,达产年总成本表见表2-6
表2-4采矿制造成本测算表
序号
项目
单位成本
年总成本
外购矿
平均
一
辅助成本
17.53
350.60
1
炸药
7.56
151.28
2
雷管
1.42
28.38
3
其他材料费
8.55
170.94
二
动力费
10.12
202.39
1
电
9.35
187.01
2
柴油
0.77
15.38
三
工资及福利
16.50
330.00
四
制造费
28.73
574.51
1
维简费
15.00
300.00
2
安全措施费
8.00
160.00
3
修理费
2.78
55.51
4
劳保费
1.57
31.40
5
其它制造费
1.38
27.60
合计
72.88
1457.50
80
76.44
表2-5原矿处理制造成本测算表
序号
项目
材料定额
单价
年总用量
单位
成本
年总
成本
单位
单耗
一
辅助成本
9.61
384.59
1
一次钢球
Kg
0.6143
4.44
245700
2.73
109.20
2
二次钢球
Kg
0.2328
4.53
93100
1.05
42.17
3
衬板
kg
0.3500
7.69
140000
2.69
107.69
4
胶带
m
0.0049
213.68
1960
1.05
41.88
5
筛网
m2
0.0001
2136.75
49
0.26
10.47
6
润滑油
Kg
0.01
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