礦漿管道輸送技術(shù)發(fā)展60年回顧

礦漿管道輸送技術(shù)發(fā)展60年回顧

1鐵精礦漿體管道輸送工程概況與其他交通方案（鐵路、公路等）相比，水電工程短、基建投資低、適應(yīng)性強、不占或少占土地、不污染環(huán)境、連續(xù)運行的外部干擾小、自動化程度高、技術(shù)可靠性和運輸成本低等優(yōu)點。自1957年美國統(tǒng)一煤炭公司建成從弗吉尼亞到加的斯長173km、管徑254mm、年運量130萬t煤的世界上第一條工業(yè)運輸管路以來,散裝物料長距離水力管道輸送已成為一種先進的工業(yè)運輸方式。目前,水力管道輸送生產(chǎn)能力已由數(shù)百萬噸擴大到數(shù)千萬噸,輸送距離由數(shù)百公里發(fā)展到上千公里,輸送物料包括煤、高嶺土、硬瀝青、磷灰石、石灰石、河砂、尾砂以及銅、鐵、鎳等精礦,輸送管徑最大達965mm,泵的最大輸送流量600m3/h,泵的最大壓力達20MPa。如巴西薩馬科鐵精礦輸送管道,輸送距離396km、管徑508mm、年運量1200萬t,為世界上規(guī)模最大的鐵精礦漿體輸送管道。表1列出了國外若干鐵精礦漿體管道輸送工程實例在國外,長距離漿體管道輸送已被認為是一種經(jīng)濟、有效、技術(shù)上成熟、可靠的先進運輸技術(shù)。就我國冶金礦山來說,這一運輸方式是開發(fā)邊遠山區(qū)礦產(chǎn)資源或緩解鐵路運輸緊張狀況、解決精礦外運和尾礦排放的有效方法近年來漿體管道輸送已成為我國冶金礦山基本建設(shè)設(shè)計中精礦外運或老礦山技術(shù)改造尾礦排放的主要方式之一。但是我國在本世紀50年代至70年代這一段時期內(nèi),礦漿管道輸送技術(shù)發(fā)展較緩慢,工程設(shè)計中一直沿用前蘇聯(lián)的設(shè)計模式和計算方法。雖然也修建了一定數(shù)量的管道,但主要還是用于冶金礦山的尾礦排放,一般運距較短,輸送的固體濃度也很低。進入80年代,為了節(jié)水省耗,提高生產(chǎn)效率,尾礦高濃度輸送逐漸為人們接受;同時受國外長距離漿體管道輸送的影響,我國的精礦長距離管道輸送也開始為人們關(guān)注。于是,冶金系統(tǒng)的設(shè)計研究單位與國內(nèi)一些高校、科研院所一起,開始了一定規(guī)模的漿體管道輸送技術(shù)的系統(tǒng)試驗研究和理論探討工作,相繼建成了較完整的實驗室和試驗系統(tǒng),大部分通過了省、部級技術(shù)鑒定。這對推動我國長距離、高濃度礦漿管道輸送進入實用化工業(yè)應(yīng)用階段打下了堅實的基礎(chǔ)。從90年代初至今,我國的礦漿長距離輸送管道有了長足進步,已從可行性研究、試驗和初步設(shè)計階段進入實際工業(yè)應(yīng)用階段。太原鋼鐵(集團)公司尖山鐵礦鐵精礦管道已于1997年正式投入運營。這是我國第一條鐵精礦長距離輸送管線,標志著我國從此結(jié)束了鐵精礦只能用鐵路、公路和水路運輸?shù)臍v史。緊接著在1998年中,鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠鐵精礦管道也正式建成,并投入工業(yè)生產(chǎn)。目前,長沙冶金設(shè)計研究院與美國PSI公司聯(lián)合設(shè)計的昆鋼大紅山鐵礦鐵精礦管道輸送工程已完成初步設(shè)計,有望在不久的將來也會建成投產(chǎn)。一項在集專家和技術(shù)人員經(jīng)驗基礎(chǔ)上的、由長沙冶金設(shè)計研究院主編的《漿體長距離管道工程設(shè)計規(guī)程》于1998年3月由中國工程建設(shè)標準化協(xié)會批準并在全國發(fā)布應(yīng)用。從此,我國漿體長距離管道輸送工程設(shè)計有了自己的規(guī)范。為了提高我國漿體管道輸送裝備水平,我國的一些設(shè)計研究單位、高校和制造廠,先后開發(fā)了不少新設(shè)備、新管材。由長沙礦冶研究院研制的流態(tài)化工業(yè)礦漿倉,由沈陽大學(xué)開發(fā)的水隔離泵和膜隔離泵和北京科技大學(xué)等開發(fā)的耐磨陶瓷復(fù)合鋼管,就是其中有代表性的3個例子。進入90年代中期,已有幾部集較高理論和實踐經(jīng)驗的漿體管道輸送專著問世,有關(guān)刊物發(fā)表的技術(shù)論文也有相當(dāng)?shù)臄?shù)量,具有較高的水平。建國50年來,特別是十一屆三中全會以后,伴隨著我國冶金礦山生產(chǎn)建設(shè)的長足發(fā)展我國礦漿管道輸送事業(yè)也是步步長進,前景樂觀。2國內(nèi)外漿體管道輸送技術(shù)試驗研究現(xiàn)狀自70年代中期以后,由于國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的需要和受國外長距離高濃度漿體管道輸送發(fā)展的影響,國內(nèi)以清華大學(xué)、北京有色冶金設(shè)計研究總院、長沙礦冶研究院、長沙冶金設(shè)計研究院和鞍山冶金設(shè)計研究院等為代表的一批科研單位開始了一定規(guī)模的漿體管道輸送技術(shù)試驗研究和理論探討工作,國內(nèi)外漿體輸送技術(shù)交流和學(xué)術(shù)活動也十分活躍。至90年代,國內(nèi)已有數(shù)部較高理論水平和實用價值的著作問世。2.1成立省小院漿體管道輸送實驗室表2列出了國內(nèi)幾個有代表性的漿體管道輸送實驗室及裝置,其中長沙礦冶研究院漿體管道輸送實驗室為冶金系統(tǒng)規(guī)模最大、設(shè)備最齊全、測試手段最先進的實驗室,占地面積2000m2。該院是國家金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心,為國內(nèi)從事漿體管道輸送試驗研究最早的單位之一。2.1.1流變性能試驗設(shè)備該實驗室由以下部分組成:(1)漿體特性試驗室;(2)漿體管道輸送參數(shù)試驗大廳;(3)漿體輸送工藝及自控試驗大廳,包括環(huán)管管道內(nèi)壁磨蝕試驗系統(tǒng)。該實驗室可以為用戶提供輸送物料的物理、化學(xué)性能、漿體沉降和流變特性、管道輸送參數(shù)、管道磨蝕、管道輸送工藝、輸送工藝參數(shù)監(jiān)測和自動控制等一系列試驗數(shù)據(jù)和資料。(1)漿體特性試驗室裝備有水浴、干燥箱、精密天平、顆粒分級旋流快速分析儀、沉降速度測定裝置、酸度計等物料物理性能測試設(shè)備及用干漿體流變特性試驗的毛細管粘度計、旋轉(zhuǎn)粘度計、高級恒溫管、空調(diào)裝置和冷凍箱等。(2)漿體管道輸送參數(shù)試驗大廳包括小型試驗系統(tǒng)和大管徑試驗系統(tǒng)兩個實驗室。小型試驗系統(tǒng)裝備有4條各長60m的試驗環(huán)管,其內(nèi)徑分別為44、67、100和124mm,礦漿池容積1.8m3,配備6/4D-AH瓦曼渣漿泵1臺,由KGF-290/230型可控硅整流裝置整流,2D2-121-1B型55kW直流調(diào)速電機驅(qū)動。大管徑試驗系統(tǒng)裝備有3條各長94、100、104m的試驗環(huán)管,其內(nèi)徑分別為154、203、255mm,礦漿池容積5m3,配備8/6E-AH瓦曼渣漿泵1臺,由KGSF-320/460型可控硅整流裝置整流,Z2-112型125kW直流調(diào)速電機驅(qū)動(3)漿體輸送工藝及自控試驗室包括管道磨蝕試驗和輸送物料料倉卸料性能試驗。試驗室內(nèi)設(shè)有2個直徑2m、高4.5m、容積為13m3的立式半工業(yè)模型料倉,2臺1m3攪拌槽,1臺2口寸襯膠砂泵和內(nèi)徑50mm、長200m輸送管道,其中串接長34m,可調(diào)節(jié)坡度的傾斜管。上述2個試驗室的試驗系統(tǒng)中1個裝有電磁流量計、濃度計、電容式差壓變送器和控制調(diào)節(jié)閥、電子秤等。參數(shù)試驗的試驗數(shù)據(jù)通過微型電子計算機采集、處理和貯存,按實驗要求將數(shù)據(jù)打印成表格和自動繪制成試驗曲線圖。2.1.2礦漿管道輸送技術(shù)研究該試驗室曾承擔(dān)國家“六五”和“七五”攻關(guān)項目和一批重大課題,其中已完成的試驗研究成果為:(1)司家營鐵礦尾礦管道輸送試驗研究(國家“六五”攻關(guān)項目,1985年11月通過國家評審驗收);(2)齊大山鐵礦尾礦高濃度管道輸送試驗研究(國家“六五”攻關(guān)項目,1985年12月通過國家評審驗收);(3)廠壩鉛鋅礦精礦管道輸送工藝及自控試驗(中國有色金屬工業(yè)總公司重點項目,1986年12月通過有色總公司技術(shù)鑒定);(4)太鋼尖山鐵礦精礦管道輸送試驗研究(原冶金部重點項目,1987年12月通過原冶金部技術(shù)鑒定);(5)礦漿高濃度管道輸送技術(shù)研究(國家“七五攻關(guān)項目年月通過冶金部技術(shù)鑒定(6)攀枝花冶金礦山公司尾礦高濃度管道輸送試驗研究(原冶金部重點項目,1991年6月通過冶金部技術(shù)鑒定);(7)白馬鐵礦鐵精礦漿體管道輸送試驗研究(四川省重點項目,1991年7月通過四川省技術(shù)鑒定);(8)鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠鐵精礦漿體管道輸送試驗研究(國家“七五”攻關(guān)項目,1991年10月通過冶金部技術(shù)鑒定);(9)局部流態(tài)化礦漿倉應(yīng)用于太鋼尖山鐵礦鐵精礦漿體長距離管道輸送試驗研究(原冶金部重點項目,1992年4月通過冶金部技術(shù)鑒定);(10)上海梅山冶金礦山公司鐵礦精礦管道輸送試驗研究(原冶金部重點項目,1993年6月通過冶金部技術(shù)鑒定)。2.2國內(nèi)學(xué)術(shù)研究近年來國內(nèi)從事漿體管道輸送技術(shù)的學(xué)者、專家近百人,撰寫了數(shù)百篇學(xué)術(shù)論文在《中國礦業(yè)》、《管道輸送》、《泥沙研究》、《礦冶工程》、《冶金礦山設(shè)計與建設(shè)》、《有色金屬》和《金屬礦山》等刊物上發(fā)表。冶金系統(tǒng)的技術(shù)專家丁宏達、王紹周等發(fā)表了數(shù)十篇文章。同時,在國內(nèi)有幾位專家數(shù)部專著問世,鞍山冶金設(shè)計研究院王紹周等出版了《粒狀物料的漿體管道輸送》一書;冶金部信息標準研究院錢桂華等編寫出版了《漿體管道輸送設(shè)備實用選型手冊》一書。我國從80年代中期至今,漿體管道輸送技術(shù)交流和學(xué)術(shù)活動十分活躍,在國內(nèi)不定期多次召開了全國性的學(xué)術(shù)交流會、兩次中日漿體輸送技術(shù)交流會和一次國際會議(表3)。目前,冶金系統(tǒng)的學(xué)術(shù)團體有:中國金屬學(xué)會選礦學(xué)會尾礦與輸送學(xué)術(shù)委員會;中國有色金屬學(xué)會采礦學(xué)術(shù)委員會漿體輸送專業(yè)委員會。3管道長距離輸送技術(shù)3.1太鋼臨床研究太鋼尖山鐵礦鐵精礦管道輸送工程由鞍山冶金設(shè)計研究院設(shè)計。該院從80年代初就對尖山鐵礦鐵精礦管道進行了可行性研究,經(jīng)過多次方案變更,最終于1992年1月編制完成“太鋼尖山鐵礦精礦管道輸送初步設(shè)計”。在此期間,有關(guān)研究院校為配合設(shè)計工作的開展,共完成了4項研究課題,其中長沙礦冶研究院于1987年10月完成了“太鋼尖山鐵礦鐵精礦管道輸送試驗研究”,1988年12月完成了“局部流態(tài)化礦漿倉應(yīng)用于太鋼尖山鐵精礦漿體長距離管道輸送試驗研究煤科總院唐山分院于1990年5月編制了“太鋼尖山鐵精礦管道輸送加速流試驗報告”;清華大學(xué)水電系泥沙研究室編制了“尖山鐵精礦管道漿體水擊實驗研究報告”。3.1.1礦山生長及管道輸送的確定礦山距太原市(公路距離)約為146km,太原至鎮(zhèn)城底段的準軌鐵路約為53km,已通車運行。鎮(zhèn)城底至尖山鐵礦的公路距離約為50km,已大部分建成三級公路并通車運行。尖山鐵礦礦石為磁鐵石英型,主要礦物為磁鐵礦,礦石含鐵品位(TFe)為34.22%。礦山選礦設(shè)計規(guī)模為年處理原礦400萬t(精礦為161萬t/a),采用三段破碎、三段球磨、單一磁選流程。選別后的鐵精礦品位為66%。尖山鐵礦精礦外部運輸最初采用準軌鐵路專用線運輸,后經(jīng)多次變動,于1992年11月最終確定為管道輸送。管道總長102.3km,一段泵站輸送。至1997年鐵精礦管道正式建成投產(chǎn)。3.1.2礦漿輸送ndfdh(1)管道長度:102.3km;(2)管道平均內(nèi)徑:211.8mm;(3)鋼管外徑:229.7mm;(4)精礦密度:4.76t/m3;(5)精礦粒度:-200目占92%,-325目占70%;(6)精礦漿密度:2.055t/m3;(7)礦漿pH值:10.5;(8)輸送濃度(Cw):65%;(9)年運輸量:200萬t;(10)輸送流量:187.1m3/h;(11)管道輸送平均流速:1.70m/s;(12)水力坡度:11.96m/km;(13)主泵出口壓力:10.17MPa;(14)主泵額定壓力:15.13MPa;(15)服務(wù)年限:40a;(16)設(shè)計壽命:20a;(17)總投資:5.32億元。3.1.3輸送管道輸送系統(tǒng)管道輸送工藝系統(tǒng)由制漿(前處理系統(tǒng))、管輸和脫水(后處理系統(tǒng))3個環(huán)節(jié)構(gòu)成。(1)前處理系統(tǒng)。由選礦廠來的濃度為48%的鐵精礦漿由輸送漿泵給入2臺30m精礦濃縮機,其底流經(jīng)泵給入2臺12.6m×12.6m攪拌槽,經(jīng)攪拌混勻由喂料泵把濃度為65%的漿體給入主泵站前的檢測環(huán)管,對將要被輸送到102.3km遠的礦漿進行濃度流量壓降等檢測凡出現(xiàn)不符合輸送要求的參數(shù),將由計算機控制有關(guān)閥門關(guān)閉,使?jié){體不能進入主泵而返回攪拌槽中。只有符合設(shè)定輸送參數(shù)的漿體才允許進入主泵送到太鋼。安全環(huán)管中安裝有各種檢測儀表。為使被輸送的漿體pH值達10.5左右,系統(tǒng)中設(shè)置了石灰乳制備系統(tǒng)。為消除清水中的游離氧對管道內(nèi)壁的嚴重腐蝕,在“水推漿”或水沖洗的運行過程中,有一套裝置專門向水中投加亞硫酸鈉(Na2SO3)。設(shè)在前處理系統(tǒng)的管道輸送中心控制室,將對整個管道輸送工藝過程進行監(jiān)視,并通過計算機系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制。前處理系統(tǒng)中還設(shè)置了事故處理設(shè)施,包括18000m3事故池,可以貯存七晝夜礦漿,2m3精礦抓斗和18m濃縮機。(2)管路輸送系統(tǒng)。礦漿管道輸送管線全長102.3km,途徑山區(qū)、平原、市區(qū)和河灘。管道起點地形標高海拔1334.0m,終點地形標高海拔809.0m。全線通過小斷面直線穿越隧道17條,近15km。管道采用API-5L×60標準國產(chǎn)鋼管,管道外徑229.7mm,管壁最厚為14.27mm,最薄為7.09mm。管道敷設(shè)坡度小于12%,埋深1.2m。(3)后處理系統(tǒng)。鐵精礦漿體在管道中運行近21.5h到達終點。正常情況下,濃度為65%的礦漿直接進入過濾車間進行脫水,濾餅含水率<10%,由膠帶輸送機運到太鋼廠區(qū)的原料場;濾液經(jīng)30m精礦濃縮機濃縮后再進入過濾車間過濾脫水,溢流水經(jīng)處理可作工業(yè)用水。當(dāng)后處理系統(tǒng)出現(xiàn)故障,濃縮池或膠帶機停運時,管道中的漿體直接進入流態(tài)化礦漿倉中貯存,待事故排出后,重新造漿給過濾車間脫水。3.1.4批量輸送設(shè)計管道運行從第1年到第6年的精礦年產(chǎn)量分別為47.4萬t、89.6萬t、129.3萬t、161.0萬t、180萬t、200萬t。由于產(chǎn)量變化較大且初期選廠能力小于管道輸送能力,設(shè)計采取批量輸送。當(dāng)精礦產(chǎn)量達到200萬t/a后轉(zhuǎn)為連續(xù)輸送,每年運行8000h,是一種正常的運行方式。3.2方案制訂的背景鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠鐵精礦輸送管道由鞍鋼礦山公司設(shè)計院設(shè)計。該院在可行性研究中確定鐵精礦外運采用管道輸送方式,在長沙礦冶研究院等國內(nèi)多家研究單位實驗室和工業(yè)性試驗的基礎(chǔ)上作出了初步設(shè)計,并于1992年11月通過了原冶金部組織的“鞍鋼齊大山鐵礦利用外資擴建工程初步設(shè)計”審查會。國內(nèi)第二條鐵精礦管道輸送管線于1988年中也正式運營,標志著我國礦漿管道輸送事業(yè)向?qū)嵱没较蛴诌~出了新的步伐。3.2.1規(guī)劃輸送管道及水泵廠,終端位于鞍鋼廠區(qū)內(nèi),即鐵精礦用戶鞍鋼燒結(jié)總廠第三燒結(jié)車間的精礦倉附近。管線全長20km,地形較平坦。主要工藝參數(shù)和技術(shù)指標(1)精礦運量:302萬t/a;(2)精礦密度:4.86t/m3;(3)精礦粒度:上限粒度1.0mm,-200目90%;(4)輸送濃度:65%～67%;(5)鋼管直徑:273mm×12mm;(6)輸送速度:1.7m/s;(7)輸送流量:288m3/h;(8)管道長度:20km;(9)管壁磨損:0.25mm/a;(10)泵站數(shù):1座;(11)泵站內(nèi)泵數(shù):2臺(其中1臺備用);(12)泵型、泵壓:威爾遜-施奈德泵、6MPa;(13)管道服務(wù)年限:20a。3.2.2濃縮池底流泵設(shè)計管道系統(tǒng)由起端及終端設(shè)施、精礦主管道、附屬設(shè)施及終端污水處理構(gòu)筑物組成。從選礦廠來的精礦漿給入2臺精礦濃縮池,精礦濃縮池底流泵采用瓦曼渣漿泵,將濃縮后的精礦漿經(jīng)分配器送入2臺攪拌槽。喂料泵從攪拌槽中吸漿,經(jīng)監(jiān)測環(huán)管給入主泵。監(jiān)測環(huán)管設(shè)電磁流量計、密度計、差壓計、腐蝕測量短管、測針和取樣管等測量儀表,以保證給入主泵的漿體特性合乎設(shè)計值。精礦漿到達終端后,經(jīng)分配器分配到終端攪拌槽中,再經(jīng)泵送入過濾機過濾脫水,向燒結(jié)總廠供應(yīng)精礦。4關(guān)于優(yōu)化后的考慮和應(yīng)用問題的研究近年來為適應(yīng)工程設(shè)計的需要,長沙冶金設(shè)計研究院和鞍山冶金設(shè)計研究院等作了大量的研究工作,主要包括:(1)用流變參數(shù)預(yù)測漿體管道磨阻損失的研究;(2)最佳輸送濃度和最佳輸送管徑的研究;(3)最佳輸送粒度和最佳粒度組成的研究;(4)連續(xù)輸送和批量輸送運行制度的研究;(6)對水推漿、漿推水壓力變化的研究;(7)對加速流、水擊防護問題的研究;(8)對漿體管道熱工計算問題的研究;(9)對濃縮池選用計算有關(guān)問題的研究;(10)對管道壁厚計算問題的研究;(11)對無壓自流輸送最佳斷面形狀的研究;(12)對兩種或兩種以上物料順序輸送的研究。這些研究工作所得的數(shù)學(xué)模型及電算程序在工程設(shè)計中得到了應(yīng)用。由于采用了電子計算機進行輔助設(shè)計,從而提高了計算的速度和精度。鑒于國內(nèi)長距離漿體管道的工程建設(shè)在90年代有了實質(zhì)性的啟動,對行業(yè)有關(guān)的工程設(shè)計標準與規(guī)范提出了需求。中國工程建設(shè)標準化協(xié)會等行業(yè)主管部門,適時地組織了有關(guān)專家和工程技術(shù)人員,在我國現(xiàn)有實踐和參照國外技術(shù)的基礎(chǔ)上,編制完成了《漿體長距離管道輸送工程設(shè)計規(guī)程》,已在1998年初審批發(fā)行,予以公布使用。應(yīng)該說,這本規(guī)程較全面地、實事求是地反映了當(dāng)前我國漿體管道輸送實用技術(shù)的較高水平,切實注意了推動漿體輸送設(shè)施和器材的國產(chǎn)化,是當(dāng)前我國漿體輸送技術(shù)發(fā)展的必然總結(jié)。當(dāng)然,反過來它又將起到規(guī)范和推動我國漿體輸送技術(shù)的進一步發(fā)展的作用。5在管道輸送工程中的應(yīng)用90年代以來,在漿體管道輸送工程建設(shè)需求的推動下,我國的一些設(shè)計研究單位和制造廠家研制開發(fā)了一批輸送設(shè)備、管材、閥件和儀表等。其中不少產(chǎn)品已在漿體管道輸送工程中得到應(yīng)用。冶金系統(tǒng)也不例外,其研制開發(fā)的新設(shè)備、新管材主要是局部流態(tài)化工業(yè)礦漿倉、隔離式漿體泵和陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。5.1礦漿倉的輸送、卸料局部流態(tài)化礦漿倉是長沙礦冶研究院研制成功的一種新型非攪拌式設(shè)備,它利用流態(tài)化、虹吸原理進行卸料。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、能耗小,既可貯存物料,又能對卸出料漿進行流量和濃度的調(diào)節(jié)和控制。該種型號的礦漿倉已于1997年6月在太鋼尖山鐵礦鐵精礦管道輸送后處理系統(tǒng)中應(yīng)用,兩年多的生產(chǎn)實踐表明,該礦漿倉工作性能良好,卸料濃度高,卸出料漿流量和濃度穩(wěn)定,是一種理想的工業(yè)貯料倉。礦漿倉結(jié)構(gòu)簡單,倉內(nèi)無機械攪拌裝置,不卸料時可以讓礦漿自由沉在倉內(nèi),不需要攪動,卸料時利用流化噴嘴進行造漿,在倉內(nèi)一定范圍內(nèi)形成一局部流態(tài)化床層,而在卸料管中造成礦漿的輸送狀態(tài),這樣就能把流態(tài)化床層中有一定濃度的礦漿吸走。生產(chǎn)操作中可以通過改變流化噴嘴的流化水流量,以調(diào)節(jié)吸出漿體的濃度。5.2尾礦輸送、輸送與充填工程隔離式漿體泵是沈陽大學(xué)(原沈陽冶金機械專科學(xué)校)研制成功的一種較高揚程的礦漿泵。從80年代后期開始,沈陽大學(xué)承接國家課題,開始研制這一類型的漿體泵,以取代低揚程多級泵站。隔離式漿體泵分為水隔離泵、膜隔離泵和液壓隔膜泵。近10年已有十幾個系列、品種的隔離式漿體泵在黑色、有色、化工、黃金和發(fā)電等行業(yè)應(yīng)用,取得較滿意的效果。表4為隔離式漿體泵在部分礦山的應(yīng)用情況。(1)水隔泵在大紅山銅礦的應(yīng)用。大紅山銅礦位于云南省玉溪市新平縣,是1996年才投產(chǎn)的新礦。該礦建設(shè)分二期。第一期分為二個階段,第一階段尾礦礦漿流量為140m3/h,第二階段流量為280m3/h。第二期尾礦礦漿流量為520～560m3/h。尾礦一部分用于充填,一部分輸送到尾礦庫儲存。泵站距尾礦庫2km,高差25m,中間跨一個山澗,山澗寬650m,有一條河,一條公路,然后再翻一座山。泵站距充填站800m,高差116.6m。由于該尾礦輸送方式和輸送流量較為復(fù)雜,開始設(shè)計曾有過用二個或三個水隔泵泵站方案。最后決定用一個泵站,一期用二臺水隔泵,第一階段每臺輸送140m3/h,開1備1;第二階段仍是這二臺水隔泵,每臺僅再并聯(lián)一臺同型號清水泵,則成為每臺流量280m3/h,仍開1備1;二期再加一臺280m3/h水隔泵,開2備1。這個泵站用于充填輸送,壓力為1.8MPa,用于尾礦輸送,壓力為1.3MPa。一個泵站,同一臺設(shè)備,適用多種流量,多種壓力輸送,這無疑方便了用戶,但增加了設(shè)備的難度。經(jīng)一年多運行實踐證明,是非常成功的,流量、壓力調(diào)節(jié)不存在任何困難,操作方便,備件消耗少,年耗備件不到1萬元,用戶十分滿意。(2)膜隔泵在桓仁銅鋅礦的應(yīng)用。桓仁銅鋅礦選廠日處理原礦量1800t,尾礦輸送系統(tǒng)原來用六級砂泵站,提升后流槽自流,繞山輸送。在準備建第七級砂泵站時,改選為膜隔泵。原砂泵站每個泵站三臺6口寸砂泵,每臺裝機功率75kW,運行2臺,備用1臺,按七級泵站計算,裝機總功率為1575kW,運行裝機功率為1050kW。改造后,加1臺30m周邊齒條傳動濃縮機,經(jīng)過濃縮,尾礦流量減少1/3,安裝3臺膜隔泵,每臺裝機功率135kW,加上濃縮池和液壓站電機,運行裝機總功率為148kW,僅為改造前運行裝機功率的1/7,表5為改造前后幾個指標對比。如果按每度電0.42元,每噸水0.6元,每人工資0.8萬元/年,每年節(jié)電235萬元,節(jié)水45萬元,節(jié)人工費27萬元,年經(jīng)濟效益為307萬元。同時也從根本上解決了多年來由于多級泵站不匹配和流槽自流造成的跑、冒、滴、漏,污染山林和農(nóng)田的老大難問題。礦方認為,這是他們技改最成功的項目一個。(3)液壓隔膜泵在中山溝金礦的應(yīng)用。該礦選廠日處理原礦70t,泵站距尾礦庫2km,幾何高差150m。原設(shè)計采用1PNJ、10級泵站串聯(lián)輸送。由于難于建泵站,且不便于管理,于是決定采用小流量、高揚程液壓隔膜泵。該液壓隔膜泵為YMB15-30,每臺流量為15m3/h,壓力3.0MPa,裝機功率15kW,為原設(shè)計60kW的四分之一。設(shè)備運行后,技術(shù)性能全部滿足生產(chǎn)要求。但隔膜壽命較短,后來經(jīng)過改進設(shè)計及控制隔膜運行裝置,避免隔膜彈性變形,隔膜壽命顯著提高,目前已成為我國中小型金礦尾礦輸送的首選泵種。5.3陶瓷基陶瓷層陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管是北京科技大學(xué)和輕工部電光源材料研究所研制、開發(fā)的國家發(fā)明專利產(chǎn)品,是在國家高技術(shù)研究開發(fā)計劃(863計劃)支持下研究的新產(chǎn)品,是一種具有國際先進水平的新復(fù)合材料。該種復(fù)合鋼管采用自蔓燃高溫合成制造,即在鋼管內(nèi)壁復(fù)合一層一定厚度、質(zhì)地均勻的氧化鋁基陶瓷層。該技術(shù)已于先期通過冶金部技術(shù)鑒定,并被“863”計劃新材料領(lǐng)