第九章+尾礦濃縮與輸送

1、第九章 尾礦濃縮與輸送管道水力輸送不溶固體物是一種效率高，成本低，投資少，占地少無(wú)污染的運(yùn)輸形式。我國(guó)金屬礦山選礦廠的尾礦一般都是采用管道水力輸送至尾礦庫(kù)。但上個(gè)世紀(jì)八十年代以前由于人們對(duì)尾礦處理不很重視，對(duì)尾礦輸送技術(shù)研究較少，那時(shí)的尾礦輸送濃度普遍都很低。1984年原冶金部黑色金屬礦山情報(bào)網(wǎng)曾組織尾礦技術(shù)調(diào)查組對(duì)國(guó)內(nèi)20個(gè)有代表性的鐵礦選礦廠的尾礦輸送系統(tǒng)進(jìn)行過全面調(diào)查，各選礦廠尾礦輸送濃度實(shí)際運(yùn)行情況如表9-1。表9-1 20個(gè)選礦廠尾礦輸送重量濃度選礦廠名稱輸送濃度（%）選礦廠名稱輸送濃度（%）南芬10酒鋼12.1東鞍山18包鋼14.2鞍鋼燒結(jié)廠20石人溝10齊大山12.4符山1216

2、歪頭山12.9凹山13.3大孤山16.3梅山15弓長(zhǎng)嶺11大冶10大石河15.4攀鋼20水廠15.3鐵坑7峨口22.2海南15由此表可知那時(shí)的尾礦輸送濃度最低10%左右，最高僅為20%左右。大家都知道如果尾礦輸送濃度為15%，則每輸送1t干尾礦就需攜帶約5.7m3水，如此低的輸送濃度幾乎是用尾礦輸送系統(tǒng)在輸水，大大降低尾礦輸送系統(tǒng)的效率，無(wú)為地消耗大量電能，增加礦石處理成本。分析其原因，主要有以下幾個(gè)方面：（1）設(shè)計(jì)原因。上個(gè)世紀(jì)八十年代以前高濃度輸送主要在國(guó)外用于精礦長(zhǎng)距離管道水力輸送。其設(shè)計(jì)參數(shù)主要采用被輸送物料的試驗(yàn)參數(shù)。尾礦由于不創(chuàng)造價(jià)值，輸送距離又比較近，所以尾礦輸送的試驗(yàn)資料非常少

3、，鐵選廠尾礦輸送只能參照一些低濃度計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般設(shè)計(jì)濃度都不超過25%。（2）生產(chǎn)能力原因。當(dāng)時(shí)有些選礦廠實(shí)際生產(chǎn)能力能不達(dá)到選礦設(shè)計(jì)規(guī)模，造成尾礦輸送系統(tǒng)能力偏大，尤其是輸送管徑偏大，不得不降低設(shè)計(jì)濃度，增加礦漿流量來(lái)保持管道流速達(dá)到輸送臨界流速，防止尾砂沉積堵塞管道。（3）濃縮、輸送設(shè)備原因。尾礦濃縮、輸送設(shè)備的落后也是造成尾礦低輸送濃度輸送的主要原因之一。尾礦濃縮是尾礦輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尾礦輸送濃度主要取決于濃縮池底流濃度。從調(diào)查的20個(gè)選礦廠尾礦粒度（見表9-2）和尾礦濃縮池底流濃度（見表9-3）情況看，我國(guó)鐵尾礦粒度是比較偏細(xì)的，大多數(shù)選礦廠目前使用的普通濃縮機(jī)及相應(yīng)的濃縮

4、池是建國(guó)初期的產(chǎn)品，從三十多年使用情況看，這種濃縮池對(duì)尾礦平均粒度較細(xì)的尾礦適應(yīng)性和處理效果都不理想。限制了尾礦輸送濃度提高。輸送泵以襯膠泵為主，該種泵揚(yáng)程低，效率低，耐磨性較差，葉輪磨損后泵的性能變化大，對(duì)輸送濃度影響較大。隨著改革開放的發(fā)展，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)使得人們?cè)絹?lái)越重視生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。在國(guó)家節(jié)能政策的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)從事漿體輸送的技術(shù)人員積極學(xué)習(xí)和研究高濃度管道水力輸送技術(shù)，各冶金設(shè)計(jì)院結(jié)合選礦廠設(shè)計(jì)項(xiàng)目委托有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究單位做了大量的尾礦濃縮和管道輸送試驗(yàn)，為鐵選廠尾礦管道高濃度輸送奠定了基礎(chǔ)。從上個(gè)世紀(jì)八十年代中期到九十年代中期，按照原冶金部提高尾礦輸送濃度節(jié)能降耗的要求，大部分鐵礦選礦廠都根

5、據(jù)本廠實(shí)際情況對(duì)尾礦輸送系統(tǒng)進(jìn)行了改造，尾礦輸送濃度普遍達(dá)到30%以上，節(jié)電節(jié)水效果顯著，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。表9-2 20個(gè)選礦廠尾礦平均粒徑與200目含量選礦廠名稱平均粒徑（dpmm）-200目含量（%）南芬0.04478.9東鞍山0.030671.0鞍鋼燒總廠0.0761.0齊大山0.070.0559.4歪頭山0.11444.2大孤山0.04468.2弓長(zhǎng)嶺0.049864.0大石河0.18227.7水廠0.1655.0峨口0.093626.8酒鋼0.11373.22包鋼0.08855.75石人溝 54.0符山 57.17凹山0.075160.39梅山0.

6、12226.03大冶0.04280.28攀鋼0.14425.2鐵坑0.06555.79海南0.04560.0 表9-3 20個(gè)選礦廠尾礦濃縮池底流濃度選礦廠名稱正常底流濃度（%）最高濃度（%）南芬11 東鞍山  鞍鋼燒總28.125.65 齊大山2533歪頭山102025大孤山18.513.1 弓長(zhǎng)嶺18.235大石河16.520水廠15.5 峨口22.2 酒鋼1517 包鋼14 石人溝1014符山131621.3凹山14.5 梅山1315 大冶202540攀鋼2025鐵坑1

7、2.3 海南0.045 第一節(jié) 尾礦濃縮與高濃度輸送系統(tǒng)一、尾礦濃縮尾礦高濃度輸送濃縮是龍頭。鐵礦選礦工藝最終排出主廠房的綜合尾礦濃度一般為6%9%。濃度很低，除小型選礦廠外，中大型選礦廠都宜設(shè)濃縮池。1. 濃縮池主要控制參數(shù)（1）溢流水質(zhì)。鐵礦山選礦廠的尾礦濃縮池溢流水中一般主要是無(wú)機(jī)固體懸浮物，根據(jù)環(huán)保要求，按國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)懸浮物（ss）必須300mg/L。如果原礦中含有溶于水的有害有毒元素或含有浮選藥劑，對(duì)多余的及事故時(shí)的排水要另行處理，達(dá)到小于等于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)第一類、第二類污染物最高允許排放濃度后方可排放。（2）底流排出濃度。濃縮池底流礦漿濃度是決定尾礦輸

8、送濃度的關(guān)鍵參數(shù)。可根據(jù)濃縮試驗(yàn)和參照尾礦特性相近的選礦廠濃縮池實(shí)際運(yùn)行參數(shù)確定。（3）濃縮機(jī)運(yùn)行電流：濃縮池在運(yùn)行時(shí)除定時(shí)觀察其溢流水質(zhì)和底流流量外，還應(yīng)經(jīng)常查看濃縮機(jī)運(yùn)行電流，或利用濃縮機(jī)運(yùn)行電流設(shè)過載報(bào)警。如運(yùn)行電流發(fā)生較大的異常變化，應(yīng)注意判斷濃縮機(jī)是否將發(fā)生故障及及時(shí)采取處理措施。2. 濃縮池的特點(diǎn)一般的濃縮池只是用來(lái)脫水提高漿體濃度的。尾礦濃縮池則不盡相同，它具有兩個(gè)功能，池子的上半部用于沉淀水中的固體顆粒，澄清溢流水，使水質(zhì)合格溢流水能回收使用或直接排放，具有水處理中沉淀池的作用。池子底半部的用于是壓縮脫水，使礦漿提高到設(shè)定的濃度，供尾礦管道進(jìn)行輸送，具有制漿作用。將沉淀澄清池和

9、濃縮池合并在一個(gè)池中，就使得尾礦濃縮池的處理機(jī)理變得復(fù)雜，造成濃縮池底流濃度對(duì)其池溢流水質(zhì)可產(chǎn)生直接影響。因此要合理地選擇高濃度尾礦濃縮池的規(guī)格和設(shè)置方式，盡可能通過動(dòng)態(tài)沉降濃縮試驗(yàn)進(jìn)行確定。3. 濃縮池設(shè)置方式濃縮池設(shè)置方式有：一段自然沉淀濃縮，二段串連自然沉淀濃縮，絮凝沉淀濃縮，自然沉淀濃縮-溢流水絮凝澄清，自然沉淀濃縮水力旋流器等設(shè)置方式。(1)一段自然沉淀濃縮方式一般用于-400目粒徑的尾礦顆粒含量較少，濃縮池底流濃度要求較低的尾礦濃縮。是以前大多數(shù)選礦廠普遍使用的，大家常見的那種由主廠房排出的尾礦直接給入1座或幾座并聯(lián)的濃縮池，不加任何絮凝劑的濃縮方式。(2)二段串連自然沉淀濃縮方式

10、，一般用于一段濃縮池自然沉淀其底流濃度很難達(dá)到30%時(shí)，為實(shí)現(xiàn)高濃度輸送，可將一段濃縮池底流礦漿再至次進(jìn)行濃縮。一段濃縮池主要保證溢流水質(zhì)，二段濃縮池主要保證底流排礦濃度。(3)絮凝沉淀濃縮方式，主要用于大部分尾礦顆粒較細(xì)或很細(xì)，需要很大的沉淀面積，或自然濃縮底流濃度很難壓縮到設(shè)計(jì)要求的濃度時(shí)，通過濃縮池內(nèi)投加聚丙烯酰胺或是堿式氯化鋁等絮凝劑，使微小顆粒、膠粒吸附粘結(jié)，形成較大絮粒，增大顆粒沉降速度和提高底流濃度。是選礦廠普通濃縮池改造提高尾礦濃度有效手段之一。(4)自然沉淀濃縮-溢流水絮凝澄清方式, 往往用于氧化礦選礦廠，有于有的選礦工藝排出的尾礦濃度特別低，需要濃縮池自然沉淀面積很大，尾礦

11、濃縮部分投資很高時(shí)，可采用在保證濃縮池底流排礦濃度前提下，控制濃縮池溢流水懸浮物含量不大于1000mg/L，然后再采用機(jī)械加速澄清池對(duì)濃縮池溢流水進(jìn)一步處理，使之水質(zhì)達(dá)標(biāo)回收使用或直接排放。中大型磁鐵礦也可采用該濃縮方式。(5)自然沉淀濃縮水力旋流器方式。4. 高效尾礦濃縮池為了適應(yīng)尾礦高濃度輸送要求，近些年來(lái)一些設(shè)計(jì)研究院和設(shè)備廠對(duì)尾礦濃縮池改造作了大量研究工作，設(shè)計(jì)、研制了幾種新型尾礦濃縮池，不同程度地提高了尾礦濃縮池的沉淀濃縮效率。如斜板濃縮池，深型濃縮池，加藥絮凝沉淀濃縮池，中心深部緩沖給礦濃縮池等。中心深部緩沖給礦濃縮池根據(jù)沉淀池、澄清池和濃縮池等水處理構(gòu)筑物的處理機(jī)理，進(jìn)水和出水形

12、式，結(jié)合尾礦的密度、粒度以及給礦濃度、排礦濃度、溢流水水質(zhì)等特性，開發(fā)設(shè)計(jì)的一種既能自然沉淀濃縮又可加藥絮凝濃縮的新型礦漿濃縮池。它的基本池型見圖1。主要特點(diǎn)如下：（1）采用大直徑池中空心支柱做為穩(wěn)流沉淀室，主廠房排出的尾礦漿可經(jīng)池中心穩(wěn)流沉淀室從濃縮池中心下部平穩(wěn)均勻地給入濃縮池。作為自然沉淀濃縮池時(shí)，池中心穩(wěn)流沉淀室起一次沉淀和穩(wěn)流作用。在空心支柱內(nèi)粗顆粒尾礦首先沉淀在池中心底部，加速了濃縮時(shí)間，提高了底流濃度，有利于底流排漿，并減小了濃縮機(jī)耙架負(fù)荷使?jié)饪s機(jī)運(yùn)行節(jié)能可靠。池中支柱直徑加大，減小了進(jìn)礦流速，減少了對(duì)池內(nèi)沉淀區(qū)紊動(dòng)，有利于提高沉淀效率。礦漿由濃縮池中心下部平穩(wěn)均勻地給入池內(nèi)沉淀

13、與濃縮過渡層，該層沉淀濃度較高，可增加顆粒間碰撞機(jī)會(huì)，有利于顆粒相互吸附攜帶沉降。（2）采用漏斗形底流排礦口，排礦均勻無(wú)死角，排礦濃度穩(wěn)定不宜堵塞。漏斗形底部設(shè)有水力攪拌給水管，可用于調(diào)節(jié)底流濃度，攪拌可能沉積在漏斗形底部的較大顆粒。（3）溢流水采用池壁多管淹沒出水，出水均勻，受風(fēng)吹影響小，池內(nèi)沉淀渾液面比較穩(wěn)定，可保證設(shè)計(jì)出水水質(zhì)。（4）作為加藥絮凝沉淀濃縮池時(shí)，該池除具有以上特點(diǎn)外，池中心穩(wěn)流沉淀室則起絮凝沉淀混合反應(yīng)室的作用，增加絮凝沉淀效果。  5. 尾礦濃縮池的一些具體要求（1）尾礦濃縮池設(shè)置數(shù)量應(yīng)根據(jù)選礦廠生產(chǎn)規(guī)模、選礦系列數(shù)、建設(shè)分期等條件確定，不設(shè)備用。大型

14、礦山選礦廠宜選用大直徑濃縮池，數(shù)量不宜少于2座。（2）尾礦濃縮池宜選用周邊齒條傳動(dòng)濃縮機(jī)。（3）尾礦濃縮池給礦槽架上應(yīng)設(shè)便于檢修的人行通道，其寬度不應(yīng)小于0.5m。給礦口前應(yīng)設(shè)置攔污格柵，柵條凈距宜采用1520mm。輸送采用往復(fù)泵時(shí)，尾礦濃縮池給礦口前應(yīng)設(shè)除渣篩，篩孔小于4mm。（4）尾礦濃縮池底部排礦口管一般設(shè)2根，1根工作，1根備用。每根管應(yīng)設(shè)置雙閥，2閥門間應(yīng)連接沖洗水管。（5）尾礦濃縮池底部通廊的凈空高度不宜低于2m，人行道寬度不宜小于0.7m，通廊內(nèi)宜設(shè)排水邊溝，地坪的縱、橫方向應(yīng)有不小于0.01的坡度。通廊內(nèi)應(yīng)設(shè)安全照明。通廊較長(zhǎng)自然通風(fēng)無(wú)法滿足要求是應(yīng)設(shè)機(jī)械通風(fēng)。二、尾礦高濃度輸

15、送系統(tǒng)1尾礦高濃度輸送系統(tǒng)配置尾礦高濃度輸送系統(tǒng)沒有一個(gè)固定的模式，一般可根據(jù)尾礦輸送距離、輸送高差，輸送主泵選型和濃縮池?cái)?shù)量及布置情況確定。長(zhǎng)見的輸送系統(tǒng)配置有以下幾種：（1）濃縮池-分砂泵站-礦漿池-總砂泵站（2段以上直接串聯(lián)）-尾礦輸送管。該種輸送系統(tǒng)配置形式適用于大型和特大型選礦廠，尾礦量大，濃縮池多，輸送采用離心渣漿泵的尾礦高濃度輸送系統(tǒng)。（2）除渣篩-濃縮池-分砂泵站-攪拌槽-總砂泵站（一段）-尾礦輸送管。該種輸送系統(tǒng)配置形式適用于大型選礦廠，尾礦量較大，濃縮池多，輸送采用往復(fù)泵的尾礦高濃度輸送系統(tǒng)。（3）濃縮池-砂泵站（2段以上串聯(lián)）-尾礦輸送管。該種輸送系統(tǒng)配置形式適用于中型和

16、大型選礦廠，尾礦量較大，濃縮池不超過2座，輸送采用離心渣漿泵的尾礦高濃度輸送系統(tǒng)。（4）除渣篩-濃縮池-總砂泵站（地下、一段）-尾礦輸送管。該種輸送系統(tǒng)配置形式適用于中型和大型選礦廠，尾礦量較大，濃縮池不超過2座，輸送采用往復(fù)泵的尾礦高濃度輸送系統(tǒng)。2尾礦輸送濃度尾礦高濃度輸主要是相對(duì)過去10%20%尾礦輸送濃度而言。由于管道水力輸送的物料不同，各種物料的粒度、密度和粘度都不相同，它們?cè)谀骋粷舛群土魉贂r(shí)漿體水力特性也不相同。到目前為止，確定輸送濃度達(dá)到多高為高濃度，還沒有一個(gè)比較權(quán)威的明確的界定。根據(jù)資料介紹，目前管道水力輸送煤濃度為50%左右，石灰石濃度為65%左右，銅精礦濃度為55%左右，

17、鐵精礦濃度為60%左右。這些物料的輸送濃度都是通過大量的試驗(yàn)研究確定的。由于尾礦與上述幾種物料的特性不同，而且各選礦廠尾礦的特性也不相同，濃縮池設(shè)置條件、尾礦輸送距離和高差都不相同，因此，尾礦輸送濃度應(yīng)根據(jù)尾礦濃縮、輸送試驗(yàn)或尾礦特性相近的濃縮池運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)多濃度方案比較確定既技術(shù)可行又經(jīng)濟(jì)合理的濃度。從國(guó)內(nèi)目前各選礦廠尾礦濃縮輸送濃度和輸送設(shè)備技術(shù)水平來(lái)看，尾礦輸送濃度達(dá)到3545%較合適。3尾礦輸送管的臨界流速和水力坡降尾礦輸送管的臨界流速（臨界管徑）和水力坡降（摩阻損失）可根據(jù)計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。但對(duì)輸送距離較遠(yuǎn)，地形較復(fù)雜，要求輸送濃度較高的尾礦輸送管的臨界流速和水力坡降宜通過實(shí)驗(yàn)確定

18、。尾礦輸送管的臨界流速經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法較多，以下介紹二種計(jì)算臨界流速較簡(jiǎn)單的方法：（1）方法1。VL=(0.524+0.046LnCv)·Ln(d50/0.01)0.434+A)·(2gD(r-r1/r1)0.5式中：VL為臨界流速(m/s)；CV為體積濃度；d50為中值粒徑(mm)；A為隨d50、CV變化的系數(shù)；D為管徑(m)；g為重力加速度；r為固體比重；r1為載體比重。（2）方法2。VL=2.208CV-0.136·(2gD(r-r1/r1)0.5·(d/D)0.167式中：VL為臨界流速(m/s)；CV為體積濃度；d為平均粒徑(mm)；D為管徑(m)

19、；g為重力加速度；r為固體比重；r1為載體比重。尾礦輸送管的臨界流速求得后，按該流速計(jì)算的臨界管徑往往對(duì)應(yīng)不上標(biāo)準(zhǔn)管徑，一般選擇略小于臨界管徑的標(biāo)準(zhǔn)管徑，但選擇的標(biāo)準(zhǔn)管流速不宜超過臨界流速的1.3倍。尾礦輸送管的水力坡降可按下列公式估算：i=(f/D)·(V2/2g)式中：V為平均流速(m/s)；D為管徑(m)；g為重力加速度；f為摩阻系數(shù)。第二節(jié) 尾礦輸送設(shè)備尾礦輸送系統(tǒng)中的主要設(shè)備是輸送泵，它是尾礦輸送系統(tǒng)的心臟，尾礦輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，運(yùn)行能否正常，輸送泵的正確選型很關(guān)鍵。一、漿體泵目前國(guó)內(nèi)用于尾礦輸送的漿體泵主要有4種：離心渣漿泵、水隔離漿體泵、油隔離漿體泵和隔膜泵。它們的

20、主要性能見表9-4表9-4現(xiàn)有用于尾礦輸送的漿體泵性能比較泵型壓力范圍（Mpa）流量范圍（m3/h）機(jī)械效率（%）最大粒徑（mm）離心渣漿泵 1.0 1000 7074 30水隔離漿體泵 6.4 500 7585 5油隔離漿體泵 8.0 200 8590 1隔膜泵12.525085901（1）離心渣漿泵是尾礦輸送使用最廣的泵型，它的特點(diǎn)是揚(yáng)程低，流量大，效率低，重量小，價(jià)格低。最適合輸送距離近，高差不很大的各種生產(chǎn)規(guī)模選礦廠的尾礦輸送系統(tǒng)。該泵允許在一座泵站內(nèi)多臺(tái)直接串聯(lián)使用

21、。但由于多臺(tái)直接串聯(lián)設(shè)備布置困難，操作麻煩，一般一座泵站內(nèi)多采用2臺(tái)泵直接串聯(lián)使。輸送壓力1.8MPa的尾礦輸送系統(tǒng)，選用離心渣漿泵最為經(jīng)濟(jì)合理。（2）水隔離漿體泵是上個(gè)世紀(jì)八十年代中期為配和國(guó)內(nèi)實(shí)施尾礦高濃度、長(zhǎng)距離輸送研制的一種漿體泵，經(jīng)過多年改進(jìn)發(fā)展，現(xiàn)已成為自動(dòng)控制水平高，操作管理方便，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，投資較少的尾礦輸送泵型。目前已在許多選礦廠替換了多級(jí)砂泵站串聯(lián)尾礦輸送系統(tǒng)。它適合輸送距離較遠(yuǎn)，高差較大的各種生產(chǎn)規(guī)模選礦廠的尾礦輸送系統(tǒng)。例如黑龍江省雙鴨山建龍礦業(yè)公司羊鼻山選礦廠于2003年11月建成投產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模為年處理尾礦300萬(wàn)噸，干尾礦量195t/h，礦漿輸送濃度為35%，管路

22、長(zhǎng)度5.5km，幾何高差：初期70m,終期136m，該礦選用沈陽(yáng)沈大泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的四臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)SGB150/4.0水隔離漿體泵，（用三備一），用于尾礦的輸送。經(jīng)過半年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，水隔離漿體泵運(yùn)行平穩(wěn)，節(jié)電、備件費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單。2004年2月，礦方根據(jù)二期工程的需要又新訂一臺(tái)型號(hào)為：LSGB450/4.0（Q=450m3/hP=4.0MPa）解決大流量高揚(yáng)程的漿體輸送問題。水隔離漿體泵的工作原理。以單個(gè)隔離罐為例。如圖2所示，在隔離罐內(nèi)，有一浮球1，浮球的上端是清水，下邊是尾礦漿。由高位供漿倉(cāng)供給的尾礦通過進(jìn)漿逆止閥7進(jìn)入隔離罐，這時(shí)浮球向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，回水清水閥4打開，浮球上部清水

23、通過此閥回到循環(huán)清水池內(nèi)；當(dāng)尾礦漿（隔離球）到過上部傳感器位置時(shí)，清水閥4關(guān)閉，清水閥5打開，清水泵的高壓水，通過進(jìn)水清水閥5向罐內(nèi)注入高壓清水。高壓清水的壓力通過浮球傳遞給尾礦漿，這時(shí)進(jìn)漿逆止閥7關(guān)閉，排漿逆止閥6打開，通過排漿管道使尾礦漿排入尾礦庫(kù)。當(dāng)隔離球行至最下面?zhèn)鞲衅魑恢脮r(shí)，進(jìn)水清水閥5關(guān)閉，回水清水閥4打開。此時(shí)，完成一個(gè)隔離罐的進(jìn)排漿的過程。同時(shí)并進(jìn)入了下一個(gè)進(jìn)排漿的循環(huán)過程。圖2 單個(gè)隔離罐工作原理一臺(tái)水隔離漿體泵有三個(gè)隔離罐，如圖3所示，每個(gè)隔離罐均通過工業(yè)控制機(jī)的程序控制清水閥的開關(guān)，重復(fù)進(jìn)排漿的過程，三個(gè)隔離罐工作的時(shí)間間隔120度，使整臺(tái)泵的吸排漿過程連續(xù)、達(dá)到連續(xù)排漿

24、的目的。水隔離漿體泵將尾礦輸送的主動(dòng)力由渣漿泵轉(zhuǎn)換為清水泵，提高了泵的工作效率，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用。整個(gè)水隔離漿體泵是由微處理器控制工作的。在控制臺(tái)的面板上可以看到各罐的供排漿情況，即可以看到該泵每個(gè)罐時(shí)實(shí)的供排漿量及整臺(tái)泵的排漿量，及管路的壓力參數(shù)。根據(jù)這些參數(shù)顯示，可以判斷設(shè)備是否工作正常。同時(shí)該設(shè)備還具有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，即通過電話線將設(shè)備工作信號(hào)反饋到設(shè)備生產(chǎn)廠，該廠的技術(shù)人員就可以根據(jù)反饋信號(hào)來(lái)幫助用戶判斷設(shè)備故障，從而提高售后服務(wù)的工作效率。由于該設(shè)備的自動(dòng)程度高，含易招件的部件，重量輕、體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于拆卸，從而大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。圖3 水隔離漿體泵的工作原理（3）油隔離

25、漿體泵是在雙缸雙作用活塞泵的基礎(chǔ)上加設(shè)了4個(gè)油隔離罐發(fā)展而來(lái)的。油隔離罐內(nèi)的油將礦漿與泵的活塞隔離，防止了礦漿進(jìn)入活塞缸，延長(zhǎng)了易損件使用壽命。該泵由于流量較小，以前用于在中小型選礦廠的高壓力尾礦輸送系統(tǒng)。這些年由于泵的價(jià)格高，又耗油，又被礦漿攜帶到尾礦庫(kù)后有一定的污染等原因，在尾礦輸送系統(tǒng)使用較少了。（4）隔膜泵是在活塞泵的基礎(chǔ)上加設(shè)了4個(gè)橡膠隔膜室，在隔膜室內(nèi)高質(zhì)量的橡膠隔膜將活塞缸里的油與被推壓的礦漿隔離，防止了礦漿進(jìn)入活塞缸，延長(zhǎng)了易損件使用壽命。最適合輸送距離遠(yuǎn)，高差大的各種生產(chǎn)規(guī)模選礦廠的尾礦輸送系統(tǒng)。隔膜泵以前在國(guó)內(nèi)使用非常少，上個(gè)世紀(jì)九十年代僅在氧化鋁工業(yè)中使用可數(shù)的幾臺(tái)。近幾

26、年在鐵礦山選礦廠的尾礦輸送系統(tǒng)中已運(yùn)行了20臺(tái)左右。例如鞍鋼礦業(yè)公司東鞍山燒結(jié)總廠原礦處理量1300萬(wàn)t/a，尾礦輸送距離12Km，輸送高差220m。在2002年尾礦輸送系統(tǒng)提高輸送濃度改造時(shí)選用8臺(tái)SGMB150/7型隔膜泵，實(shí)際安裝了6臺(tái)，2003年初投入使用后，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音很小，效果很好。唯一不足的是該泵目前價(jià)格太高。今后隨著尾礦庫(kù)選址越選越遠(yuǎn)，尾礦壩越筑越高，這種泵會(huì)越來(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)和選用。二、漿體泵的選擇與配置有于各選礦廠尾礦輸送系統(tǒng)的礦漿流量、輸送壓力和尾礦粒度不同，在選輸送主泵時(shí)應(yīng)進(jìn)行多泵型配置方案比較，選擇基建投資合理，節(jié)電、節(jié)水，無(wú)污染，過流部件壽命長(zhǎng)、經(jīng)營(yíng)費(fèi)低地泵型。離

27、心渣漿泵可一級(jí)泵站一段泵或多段泵直接串聯(lián)輸送，也可多級(jí)泵站串聯(lián)輸送。水隔離漿體泵、油隔離漿體泵、隔膜泵一般只設(shè)一級(jí)泵站一段泵輸送，不串聯(lián)使用。各種泵型的備用臺(tái)數(shù)見表9-5。表9-5 各種泵型的備用臺(tái)數(shù)泵型口徑工作臺(tái)(組)備用臺(tái)(組)  離心渣漿泵  200mm12341223 200mm12341234水隔離泵 14412 油隔離泵 12341122隔膜泵 13412三、漿體泵的控制尾礦輸送有一個(gè)特點(diǎn)就是需要輸送管的壓力隨尾礦壩的增高而不斷增大，因此尾礦輸送泵前期實(shí)有揚(yáng)程比實(shí)用揚(yáng)程大的多，對(duì)于離心渣漿泵，

28、從泵的性能曲線可知，揚(yáng)程差45m，流量可能增大1倍左右，所需功率也增大很多。以前對(duì)泵的流量、揚(yáng)程的調(diào)節(jié)主要靠礦漿閥的節(jié)流人為增加管道阻力損失來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種控制方法不但閥門磨損嚴(yán)重故障多，操作困難，而且白白消耗能量，調(diào)節(jié)手段非常落后。從上世紀(jì)八十年代起，液力耦合器、滑差調(diào)速電機(jī)、可控硅串級(jí)調(diào)速裝置和大功率變頻調(diào)速器開始在尾礦輸送泵上使用，實(shí)現(xiàn)了漿體泵軟啟動(dòng)和無(wú)極變速調(diào)節(jié)泵的流量和揚(yáng)程。大家都知道離心泵的轉(zhuǎn)速變化是其流量、揚(yáng)程和軸功率是按以下關(guān)系變化：Q1=(n1/n)·QH1=(n1/n)2·HN1=(n1/n)3·N式中：Q、H、N為泵的額定轉(zhuǎn)速為n時(shí)的流量、揚(yáng)程和

29、功率；Q1、H1、N1為泵調(diào)速到轉(zhuǎn)速為n1時(shí)的流量、揚(yáng)程和功率尾礦輸送泵調(diào)速都是由額定轉(zhuǎn)速向低調(diào)，轉(zhuǎn)速比(n1/n)1,由此可知采用無(wú)極變速調(diào)節(jié)渣漿泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行泵的工況控制，其流量與轉(zhuǎn)速比成一次方系，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速比成二次方關(guān)系，功率與轉(zhuǎn)速比成三次方系。這說明泵轉(zhuǎn)速下調(diào)時(shí)，揚(yáng)程在較大幅度內(nèi)變化，流量也可保持在高效區(qū)內(nèi)，而且隨泵轉(zhuǎn)速下調(diào)功率減小更多，因此無(wú)極變速調(diào)節(jié)渣漿泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行泵的工況控制，不但減少閥件磨損工況控制效果好，而且節(jié)能效果明顯。目前隨著大功率變頻調(diào)速器價(jià)格降低，尾礦輸送系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)檢測(cè)水平將越來(lái)越高。第三節(jié) 尾礦輸送管道尾礦輸送管道最大的問題是磨損，腐蝕和磨蝕是造成管道磨損影響輸送管道

30、使用壽命的兩大因素。管道腐蝕分管道表面腐蝕和管道內(nèi)壁腐蝕，管道表面腐蝕可采用涂刷環(huán)氧煤瀝青等防腐涂料來(lái)解決。管道內(nèi)壁腐蝕是由管內(nèi)水體引起的一種電化學(xué)現(xiàn)象。在鋼管的情況下，鐵在陽(yáng)極釋放出電子，這些電子通過鋼傳至陰極餅被氧化劑吸收，陽(yáng)極和陰極之間反應(yīng)的相互作用產(chǎn)生了腐蝕生成物，最終的腐蝕生長(zhǎng)物為鐵銹（氫氧化鐵、四氧化三鐵、或三氧化二鐵）。鐵銹在一定程度上可阻止水中的氧向陰極擴(kuò)散形成氧化保護(hù)層，從而減小腐蝕率。但尾礦管中的固體顆粒在流動(dòng)中連續(xù)不斷地將隨時(shí)生成的鐵銹沖磨干凈，使管內(nèi)壁不能形成氧化保護(hù)層，造成管內(nèi)壁腐蝕加聚。管道磨蝕是有于尾礦顆粒含有硅，其硬度大于鋼的硬度，尾礦顆粒流速作用下具有很高的動(dòng)

31、能，在管內(nèi)激烈跳動(dòng)顆粒沖擊管壁可造成變型磨損，滑動(dòng)的顆粒則造成切削磨損。普通鋼管在尾礦漿腐蝕和磨蝕雙重磨損下使用壽命鉸短，目前已有多種耐腐耐磨管材在尾礦輸送系統(tǒng)中使用。一、尾礦輸送管管材目前尾礦輸送管常用管材有：普通碳素?zé)o縫鋼管、普通碳素卷焊鋼管、SHS陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管、16Mn無(wú)縫鋼管和高密度聚乙烯管1. CLSP陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管(1)CLSP陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管是由建湖剛玉金屬?gòu)?fù)合材料有限公司首家采用自蔓延離心法將高溫熔融的氧化鋁鑄襯在鋼管內(nèi)壁，生產(chǎn)的非常耐磨的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。其特點(diǎn)如下：(2)耐腐蝕性高，耐磨損性高，同等條件下使用壽命比普通鋼管高10倍以上。(3)承受水壓大,P15Mpa。

32、(4)可隨意切割，焊接，管道拆卸安裝和檢修很方便，管道連接可采用：焊接、法蘭連接、性連接?？ü咳嵝赃B接和套筒柔性連接。(5)抗外力撞擊性能較差,管道發(fā)生局部堵管時(shí)，不可用金屬器械直接敲擊管道。如不注意有可能造成陶瓷內(nèi)襯局部破壞。2. 16Mn無(wú)縫鋼管(1) 耐磨性比普通碳素?zé)o縫鋼管高，同等條件下使用壽命比普通碳素?zé)o縫鋼管高35倍。(2)承受水壓大，P20Mpa。(3)可隨意切割，焊接，管道拆卸安裝和檢修很方便，管道連接可采用：焊接、法蘭連接、性連接?？ü咳嵝赃B接和套筒柔性連接。(4)抗外力撞擊性能高,管道發(fā)生局部堵管時(shí)可隨意敲擊、錘打，徑向略有變形仍能使用。3. HDPE高密度聚乙烯管(1)耐

33、腐蝕性高。耐磨損性比普通鋼管高，同等條件下使用壽命比普通鋼管高7倍左右。(2)承受水壓較低，P1.0Mpa。(3)管道重量輕，僅為普通鋼管重量的1/5左右，管道可隨意切割焊接，拆卸安裝和檢修很方便，管道連接可采用焊接和法蘭連接，可用作尾礦壩放礦管和低揚(yáng)程渣漿泵漿體輸送管。(4)抗外力撞擊性能一般,管道發(fā)生局部堵管時(shí)，不可金屬器械直接重力敲擊管道。二、尾礦輸送管敷設(shè)要求（1）尾礦管道可明設(shè)或半埋設(shè)，寒冷地區(qū)可考慮埋設(shè)。（2）管道轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)盡量大，轉(zhuǎn)角使用的彎頭不宜大于45º。（3）管路基面的寬度，應(yīng)根據(jù)管道直徑大小，管外壁之間和管外壁至路邊緣的距離以及人行道或簡(jiǎn)易車道的寬度因素決定。管

34、外壁之間的距離不應(yīng)小于0.4m，管外壁至路邊緣的距離不應(yīng)小于0.3m，人行道的寬度0.50.7m。簡(jiǎn)易車道的寬度不宜小于3m。（4）尾礦管道與鐵路、公路交叉時(shí)宜垂直交叉。管橋跨越公路時(shí)，路面以上的凈距不應(yīng)小于4.5m，橋柱（墩）邊與公路邊緣距離不應(yīng)小于1.0m。跨越鐵路時(shí)，軌頂以上的凈距不應(yīng)小于6.55m，橋柱（墩）邊與公路邊緣距離不應(yīng)小于2.5m。管道從鐵路、公路下面穿過時(shí)，應(yīng)首先考慮利用已有橋涵敷設(shè)。當(dāng)設(shè)專用的涵洞或套管時(shí)，套管管頂至鐵路路基面的凈距不應(yīng)小于1.0m。至公路路基面的凈距不應(yīng)小于0.5m。套管管徑應(yīng)比輸送管徑大0.20.3m。尾礦管道與鐵路、公路交叉設(shè)計(jì)應(yīng)取得有關(guān)部門的同意。

35、（5）尾礦管道與河道交叉時(shí)宜垂直交叉，跨河應(yīng)首先考慮利用已有橋梁敷設(shè)。當(dāng)新建管橋時(shí)，對(duì)于通航河流，橋下的凈空應(yīng)符合航運(yùn)部門的要求。對(duì)不通航的河流，橋梁底應(yīng)比洪水重現(xiàn)期2050年一遇的洪水位高0.5m。尾礦管道與河道交叉設(shè)計(jì)應(yīng)取得有關(guān)部門的同意。（6）尾礦輸送管道架空高度4.0m以下可不設(shè)管橋。當(dāng)設(shè)管橋時(shí)，橋上應(yīng)設(shè)人行道和保護(hù)欄桿，人行道的寬度0.50.7m。保護(hù)欄桿高度不得小于1.2m。（7）尾礦輸送管道在停泵時(shí)不需排空者，其敷設(shè)坡度不應(yīng)大于尾礦顆粒在管內(nèi)的下滑坡度。需排空者，其敷設(shè)坡度不宜小于0.003。寒冷地區(qū)小于200mm的管道，其敷設(shè)坡度不宜小于0.03。（8）尾礦輸送管道V形管段的管徑不得大于臨界管徑。