Основы проектирования обогатительных фабрик

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

Кафедра обогащения руд цветных и редких металлов

Э.В. Адамов 

Основы проектирования 
обогатительных фабрик 

 

Допущено учебно-методическим объединением по образованию  
в области металлургии в качестве учебника для студентов высших 
учебных заведений, обучающихся по направлению Металлургия 

Москва  2012 

УДК 662.7:622.3 
 
А28 

Р е ц е н з е н т ы  
кафедра обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья  
Читинского государственного университета:  
д-р техн. наук Б.П. Руднев (Гипроцветмет) 

Адамов, Э.В. 
А28  
Основы проектирования обогатительных фабрик : учеб. / 
Э.В. Адамов. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2012. – 647 с. 
ISBN 978-5-87623-458-2 

Изложены основные положения проектирования обогатительных фабрик, перерабатывающих руды цветных металлов. Приводятся состав и содержание проекта обогатительных фабрик, исходные данные, состав и содержание проектной документации. Дается методика выбора и расчета схем 
рудоподготовки и обогащения, основного и вспомогательного оборудования, основные принципы компоновки оборудования, приводятся основные 
конструктивно-компоновочные решения в отделениях и цехах фабрики. 
Рассматриваются основные положения проектирования хвостового хозяйства и генеральных планов фабрик. Приводятся основы общестроительного 
проектирования. Даны основные требования к технико-экономической и 
сметной части проекта. 
Предназначен для бакалавров и магистров, обучающихся по направлению 
«Металлургия» (профиль «Технология минерального сырья»), а также для 
специалистов проектных и исследовательских предприятий. 
УДК 622.7:622.3 

ISBN 978-5-87623-458-2 
© Э.В. Адамов, 2012 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение....................................................................................................6 
Глава 1. Проект обогатительной фабрики............................................10 
1.1. Классификация обогатительных фабрик ....................................10 
1.2. Характеристика проекта обогатительной фабрики  
как промышленного предприятия по переработке  
минерального и техногенного сырья..................................................11 
1.3. Предпроектная проработка (технологический  
регламент, ТЭО, ТЭР, ТЭД).................................................................14 
1.4. Состав и порядок разработки проектно-сметной  
документации ........................................................................................21 
Глава 2. Определение производительности фабрики,   
цехов и отделений...................................................................................40 
2.1. Основные факторы, определяющие производительность 
фабрики, отделений, цехов ..................................................................40 
2.2. Определение производительности фабрики,  
отделений и цехов.................................................................................47 
Глава 3. Проектирование отделений рудоподготовки ........................53 
3.1. Выбор и обоснование метода усреднения руды.........................54 
3.2. Выбор и обоснование схем дробления........................................59 
3.3. Методика расчета схемы дробления............................................84 
3.4. Общие принципы выбора и расчета оборудования ...................90 
3.5. Выбор и расчет оборудования для дробления............................92 
3.6. Выбор и расчет оборудования для грохочения.........................105 
3.7. Выбор и расчет оборудования для гидравлической 
классификации, дезинтеграции, промывки  
и обесшламливания ............................................................................113 
3.8. Общие принципы размещения оборудования  
в цехах и отделениях обогатительных фабрик................................122 
3.9. Основные конструктивно-компоновочные решения  
приемных устройств, отделений крупного дробления,  
складов крупнодробленой руды, отделений среднего  
и мелкого дробления ..........................................................................124 
3.10. Выбор и расчет схем измельчения со стальной средой.........151
3.11. Выбор и обоснование схем самоизмельчения........................158 
3.12. Методика расчета схем измельчения ......................................172 
3.13. Выбор и расчет оборудования для измельчения....................175 

3.14. Выбор и определение производительности оборудования  
для классификации по крупности в схемах измельчения..............199 
3.15. Основные принципы компоновки оборудования  
в отделении измельчения...................................................................213 
Глава 4. Проектирование отделений обогащения...........................245 
4.1. Выбор и обоснование принципиальных схем  
обогащения руд цветных металлов ..................................................245 
4.2. Методика расчета количественных схем обогащения ............276 
4.3. Расчет водно-шламовой схемы и баланса воды.......................295 
4.4. Выбор и расчет основного обогатительного оборудования...300 
 4.5. Основные принципы размещения оборудования  
 в отделениях флотации ....................................................................340 
 4.6. Размещение основного и вспомогательного  
 оборудования в отделениях гравитационного, магнитного  
 и электрического обогащения .........................................................355 
 4.7. Основные принципы проектирования модульных  
 установок...........................................................................................360 
Глава 5. Проектирование отделений обезвоживания  
и пылеулавливания...............................................................................373 
 5.1. Выбор схемы обезвоживания продуктов гравитационного, 
 флотационного и магнитного обогащения. Выбор основного  
 оборудования для обезвоживания продуктов обогащения ..........373 
 5.2. Выбор и расчет оборудования для пылеулавливания............394 
 5.3. Выбор и расчет вспомогательного оборудования..................397 
Глава 6. Проектирование вспомогательных цехов и отделений 
обогатительных фабрик .......................................................................411 
 6.1. Проектирование хвостового хозяйства ...................................411 
 6.2. Проектирование реагентного хозяйства..................................438 
 6.3. Проектирование системы хранения и отгрузки  
 концентратов.....................................................................................444 
 6.4. Проектирование вспомогательных зданий и помещений. 
 Научно-исследовательские лаборатории, административно- 
 бытовые помещения.........................................................................447 
 6.5. Проектирование систем опробования, технологического 
  контроля и АСУТП..........................................................................453 
 6.6. Организация ремонтных работ основного  
 технологического оборудования.....................................................475 
 6.7. Проектирование систем электро-, водо- и теплоснабжения......477 

Глава 7. Основные положения по проектированию систем  
промышленной безопасности и охране труда....................................481 
Глава 8. Проектирование генеральных планов обогатительных 
фабрик....................................................................................................487 
 8.1. Выбор месторасположения площадки для строительства 
 фабрики..............................................................................................487 
8.2. Исходные данные для проектирования плана 
сооружений и генплана фабрики ....................................................491 
8.3. Основные принципы компоновки зданий, сооружений 
и коммуникаций на промплощадке фабрики.................................504 
8.4. Схемы и планировка взаимного расположения зданий 
и сооружений ....................................................................................509 
Глава 9. Основные положения общестроительного 
проектирования.....................................................................................521 
9.1. Общие сведения о строительном проектировании.................521 
9.2. Строительные компоненты зданий..........................................529 
9.3. Организация строительства ......................................................563 
Глава 10. Проектирование технико-экономической и сметной 
части проекта ........................................................................................566 
10.1. Основные требования к разработке 
технико-экономической и сметной части проекта ........................566 
10.2. Состав и содержание сметной документации проекта ........570 
Библиографический список.................................................................607 
Приложение I. Требования к качеству концентратов .......................611 
Приложение II. Технические характеристики основного 
обогатительного оборудования...........................................................619 
Приложение III. Условные обозначения  
в проектах (графические).....................................................................640 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Состав и содержание курса. Современные направления в проектировании обогатительных фабрик 

Совершенствование материально-технической базы в стране тесно связано с проектированием, строительством и техническим перевооружением промышленных предприятий, в том числе и обогатительных. При этом большое значение приобретают выбор наиболее 
выгодных экономических направлений капитальных вложений, рациональное и комплексное использование минерального сырья, материальных и денежных ресурсов, обеспечение высокого качества и 
низкой себестоимости продукции, наименьшей продолжительности и 
стоимости строительства, высокой рентабельности производства и 
небольших сроков окупаемости капитальных вложений. 
Проектирование является важнейшим элементом перспективного 
планирования развития отдельных отраслей народного хозяйства, в 
том числе и производства цветных металлов. При проектировании 
прежде всего решаются вопросы повышения эффективности капитальных вложений, снижения удельных капитальных вложений и 
эксплуатационных расходов, себестоимости получаемой продукции, 
определяются рациональные методы осуществления строительства. 
Кроме того, при проектировании обогатительных фабрик учитываются: 
– внедрение новейших достижений науки, техники и технологии 
на уровне лучших мировых достижений; 
– механизация и автоматизация основных и вспомогательных процессов, автоматизация управления производством; 
– качество получаемой продукции в соответствии с требованиями 
заказчика, обеспечивающее конкурентоспособность ее на внешнем 
рынке; 
– снижение стоимости и сокращение нормативных сроков строительства; 
– комплексное и рациональное использование природных ресурсов; 
– низкая трудо-, материало- и энергоемкость, рациональное использование вторичных энергоресурсов и отходов производства; 
– нормальные санитарно-гигиенические и безопасные условия 
труда; 

– охрана окружающей среды; 
– повышение технико-экономического уровня производства по 
сравнению с мировыми аналогами. 
Все это определяет основные направления в проектировании обогатительных предприятий, среди которых необходимо отметить: 
– совершенствование процессов рудоподготовки при: 
• эффективной организации системы усреднения руды; 
• широком применении циклично-поточной технологии при отработке месторождений открытым способом, особенно при глубине карьеров более 400...500 м; 
• модернизации технологических процессов дробления с применением дробильных агрегатов новых, более совершенных и высокопроизводительных конструкций при снижении крупности дробленых продуктов перед измельчением в 2–3,5 раза; 
• более широком использовании процессов само- и полусамоизмельчения; 
• применении развитых схем рудоподготовки с учетом физических свойств перерабатываемых руд; 
• выборе высокопроизводительных мельниц полу- и самоизмельчения; 
• широком использовании процессов предварительной концентрации руды; 
– разработку и проектирование технологических схем, предусматривающих комплексное использование сырья, что значительно повышает эффективность переработки минерального сырья; 
– применение оборудования большой единичной мощности, например флотационных машин, сгустителей, фильтров, что позволяет 
значительно повысить производительность труда и уменьшить энергоемкость процессов; 
– упрощение технологических схем за счет рационального распределения потоков пульпы и уменьшения количества перечистных 
и контрольных операций; 
– гибкость компоновки технологических схем и оборудования в 
соответствии с изменением вещественного состава перерабатываемых руд; 
– использование современных средств контроля и управления технологическими процессами, широкое применение для этой цели вычислительной техники; 

– простоту эксплуатации и технического обслуживания оборудования; 
– совершенствование технологии складирования хвостов, широкое использование оборотного водоснабжения; 
– создание условий, исключающих загрязнение окружающей среды, обеспечение безопасности жизнедеятельности персонала фабрики; 
– использование при выполнении графической части проектов редактора AutoCAD, выполнение планов и разрезов в системе 3D; 
– оптимальное размещение оборудования в цехах и отделениях 
фабрики, рациональное взаимное расположение цехов на промышленной площадке, их современное архитектурно-строительное 
оформление; 
– широкое применение разработанных программ и базы данных 
для расчета технологического оборудования и строительных конструкций. 
Основным нормативным документом по проектированию обогатительных фабрик цветной металлургии до сих пор являются «Нормы технологического проектирования флотационных фабрик для руд 
цветных металлов», изданные в 1986 г. институтом «Механобр». В 
соответствии с этими нормами в 1988 г. был выпущен «Справочник 
по проектированию рудных обогатительных фабрик» в двух книгах, 
который был подготовлен специалистами института «Механобр». 
Единственным учебником для студентов вузов является учебник 
К.А. Разумова «Проектирование обогатительных фабрик», последнее, 4-е издание которого вышло в 1982 г. Этим учебником широко 
пользовались и до сих пор пользуются не только студенты вузов, но 
и специалисты проектных и исследовательских институтов. 
Однако за прошедшие 30 лет в области проектирования обогатительных фабрик произошли значительные изменения, связанные 
прежде всего с выпуском нового технологического оборудования 
большой единичной мощности, совершенствованием технологии рудоподготовки и обогащения, новыми требованиями к выпуску товарной продукции – концентратов, повышением требований к охране 
окружающей среды, изменением многих нормативных требований к 
строительным материалам, современным компоновочным и проектным решениям конструкций зданий и сооружений обогатительных 
фабрик, основным технико-экономическим показателям переработки 

минерального сырья. В последние годы при проектировании фабрик 
широко используются достижения компьютерной техники. 
В настоящем учебнике «Основы проектирования обогатительных 
фабрик» используются основные «классические» методики, изложенные в учебнике К.А. Разумова, по выбору и расчету технологических схем, основного технологического оборудования с учетом достижений современной техники и технологии. Широко освещены последние достижения в практике проектирования обогатительных 
фабрик за рубежом. 
В курсе «Основы проектирования обогатительных фабрик» в соответствии с учебной программой этого курса для бакалавров и магистров, обучающихся по направлениям «Металлургия», дается определение проекта фабрик, этапы предпроектной проработки, включающие технологический регламент, ТЭО, стадии проектирования, 
рассматриваются исходные данные для проектирования, состав и 
содержание проектной документации. 
При разработке и обосновании исходных данных для проектирования особое внимание обращено на факторы, определяющие производительность фабрик, цехов и отделений. Для этого подробно рассматриваются классификация запасов полезных ископаемых, категории их изученности, основы геолого-технологического картирования 
месторождений. 
При проектировании отделений рудоподготовки и обогащения 
приводятся методика выбора и обоснование технологических схем, 
расчета количественных схем дробления, измельчения и обогащения. 
Выражаю глубокую признательность за ценные замечания и пожелания коллективу кафедры обогащения полезных ископаемых и 
вторичного сырья Читинского государственного университета и 
докт. техн. наук Б.П. Рудневу (Гипроцветмет), а также редактору 
Л.М. Цесарской за кропотливую и ценную работу над рукописью. 

Глава 1. ПРОЕКТ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ 
ФАБРИКИ 

1.1. Классификация обогатительных фабрик 

Обогатительные фабрики – это промышленные предприятия 
для механической обработки минерального сырья, на которых выделяются товарные продукты (концентраты), содержащие полезные 
компоненты в количествах, определяемых стандартами и условиями 
их дальнейшего использования. Обогатительные фабрики входят в 
состав горно-обогатительных (ГОК) или горно-металлургических 
(ГМК) предприятий. 
Обогатительные фабрики классифицируются в зависимости от 
применяемых обогатительных процессов или от типа перерабатываемого минерального сырья. На фабриках с комбинированными 
процессами переработки применяется сочетание не только обогатительных методов (гравитации, магнитной сепарации и флотации; 
магнитной сепарации и гравитации; гравитации и флотации), но и 
методов обогащения и гидрометаллургии. Например, на золотоизвлекательных фабриках (ЗИФ) применяется сочетание гравитационных и флотационных методов с методами гидро- и пирометаллургии 
(выщелачивание, сорбция, электролиз, плавка). 
В зависимости от типа перерабатываемого минерального сырья 
фабрики могут быть медными, медно-цинковыми, медно-свинцовоцинковыми, медно-молибденовыми, оловянными, угольными, золотоизвлекательными и т.п. 
В настоящее время помимо стандартных обогатительных фабрик 
все более широкое распространение получают так называемые модульные обогатительные фабрики, которые сооружаются на месторождениях с небольшими запасами руд, при переработке техногенного сырья и т.д. 
Обогатительная фабрика – это комплекс основных, вспомогательных цехов и отделений, в которых располагаются оборудование и 
системы коммуникаций, обеспечивающих весь цикл переработки руды. В состав фабрик входят основные производственные отделения: 

– дробильное отделение, состоящее из приемных устройств руды, 
цеха крупного дробления, склада крупнодробленой руды, цеха среднего и мелкого дробления; 
– главный корпус, или корпус обогащения, состоящий из склада 
или бункеров мелкодробленой руды, отделений измельчения, обогащения, иногда – сгущения; 
– отделение обезвоживания, в которое входят сгущение, фильтрование, сушка и склад концентратов. 
К вспомогательным цехам фабрики относятся реагентное отделение, хвостовое и складское хозяйство, административно-хозяйственная служба, отдел технического контроля и научно-исследовательская лаборатория. 

1.2. Характеристика проекта обогатительной 
фабрики как промышленного предприятия по 
переработке минерального и техногенного сырья 

Определение понятия проекта. Стадии проектирования 

Основным проектным документом на строительство объектов является, как правило, технико-экономическое обоснование (ТЭО) 
(проект) строительства. На основании утвержденного в установленном порядке ТЭО (проекта) строительства разрабатывается рабочая 
документация. 
Для технически и экологически сложных объектов и при особых 
природных условиях строительства по решению заказчика (инвестора) или заключению государственной экспертизы по рассмотренному 
проекту одновременно с разработкой рабочей документации и осуществлением строительства могут выполняться дополнительные детальные проработки проектных решений по отдельным объектам, 
разделам и вопросам. 
Для объектов, строящихся по проектам массового и повторного 
применения, а также других технически несложных объектов на основе утвержденных (одобренных) обоснований инвестиций в строительство или градостроительной документации может разрабатываться рабочий проект (утверждаемая часть и рабочая документация) 
или рабочая документация. 
Разработка проектной документации осуществляется при наличии утвержденного решения о предварительном согласовании места 

размещения объекта на основе утвержденных (одобренных) обоснований инвестиций в строительство или иных предпроектных материалов, договора, задания на проектирование и материалов инженерных изысканий. 
При проектировании предприятий, зданий и сооружений производственного назначения следует учитывать решения, принятые в 
схемах и проектах районной планировки, генеральных планах городов, поселков и сельских поселений, проектах планировки жилых, 
промышленных и других функциональных зон. 
Проектирование объектов жилищно-гражданского назначения 
осуществляется в соответствии с утвержденными в установленном 
порядке генеральными планами городов, поселков и сельских поселений, схемами и проектами районной планировки и разработанными на их основе проектами застройки. Проектная документация разрабатывается преимущественно на конкурсной основе, в том числе 
через торги подряда (тендер). 
При проектировании особо сложных и уникальных зданий и сооружений заказчиком совместно с соответствующими научноисследовательскими и специализированными организациями должны 
разрабатываться специальные технические условия, отражающие 
специфику их проектирования, строительства и эксплуатации. 
Проектная документация на строительство предприятия, здания и 
сооружения, разработанная в соответствии с государственными нормами, правилами и стандартами (что должно быть удостоверено соответствующей записью ответственного за проект лица главного инженера проекта, главного архитектора проекта, управляющего проектом), согласованию с органами государственного надзора и другими 
заинтересованными организациями не подлежит, за исключением случаев, предусмотренных законодательством Российской Федерации. 
Обоснованные отступления от требований нормативных документов допускаются только при наличии разрешений органов, которые 
утвердили и (или) ввели в действие эти документы. 
Проектная документация, разработанная в соответствии с исходными данными, техническими условиями и требованиями, выданными органами государственного надзора (контроля) и заинтересованными организациями при согласовании места размещения объекта, 
дополнительному согласованию не подлежит, за исключением случаев, особо оговоренных законодательством Российской Федерации. 

Проекты, рабочие проекты на строительство объектов (независимо от источников финансирования, форм собственности и принадлежности) подлежат государственной экспертизе в соответствии с 
порядком, установленным в Российской Федерации. 
Утверждение проектов, рабочих проектов на строительство объектов в зависимости от источников их финансирования производится: 
– при строительстве за счет государственных капитальных вложений, финансируемых из республиканского бюджета Российской Федерации; 
– совместно с заинтересованными министерствами и ведомствами; 
– при строительстве за счет капитальных вложений, финансируемых из соответствующих бюджетов республик в составе Российской 
Федерации, краев, областей, автономных образований, городов Москвы и Санкт-Петербурга; 
– соответствующими органами государственного управления или 
в устанавливаемом ими порядке; 
– при строительстве за счет собственных финансовых ресурсов, 
заемных и привлеченных средств инвесторов (включая иностранных 
инвесторов); 
– непосредственно заказчиками (инвесторами). 
Проект обогатительной фабрики как промышленного предприятия – это комплекс технической и проектной документации, необходимой для строительства, монтажа и эксплуатации фабрики. 
Разработка проектной документации на строительство обогатительных фабрик осуществляется на основе «Обоснований инвестиций 
в строительство», которое проводится за счет собственных средств и 
кредитов банков. В проектной документации детализируются принятые в обоснованиях решения и уточняются основные техникоэкономические показатели. При разработке проектной документации 
используются законодательные и нормативные акты Российской Федерации, а также документы, регулирующие инвестиционную деятельность по созданию и воспроизводству основных фондов. 
Проектирование обогатительных фабрик осуществляется поэтапно. Первый этап – это предпроектная проработка, которая включает 
составление прежде всего технологического регламента, техникоэкономического обоснования, технико-экономических расчетов и 
докладов (ТЭР и ТЭД); второй этап – разработка проектно-сметной 
документации.