重選廠設(shè)計中礦漿輸送的重要性

重選廠設(shè)計中礦漿輸送的重要性

1總結(jié)1.1設(shè)備效率方面良好的配置設(shè)計不僅滿足了工藝要求，而且對采礦質(zhì)量的變化有足夠的適應(yīng)性，能夠保證整個過程的暢通，充分發(fā)揮設(shè)備效率，還應(yīng)在節(jié)能、低消費、輕操作管理、節(jié)約投資、加速建設(shè)進(jìn)度等方面取得實際效果。根據(jù)需要，必須能夠進(jìn)行改造和擴(kuò)大規(guī)模?？偠灾?一個現(xiàn)代化的選礦廠,除首先應(yīng)具備先進(jìn)可靠的工藝流程和設(shè)備外,還應(yīng)有滿足工藝要求的合理的配置。1.2銅多金屬硫化礦浮重聯(lián)合經(jīng)營概況云錫老廠錫石硫化礦選廠(以下簡稱老硫選廠)系處理云錫老廠的錫、銅多金屬硫化礦,規(guī)模為1000t/d,采用浮重聯(lián)合流程,其廠址在松樹腳錫石多金屬硫化礦選廠(即松硫選廠)廠址選擇階段已通過比選,確定建于松硫選廠主廠房右側(cè)預(yù)留場地處。松硫選廠處理云錫松樹腳硫化礦的錫、銅多金屬硫化礦,規(guī)模為1500t/d,采用浮重聯(lián)合流程,已在之前建成。該廠址的主要特點是:(1)靠近水源,能滿足老硫選廠高達(dá)每t原礦22.5m3用水量的需求;(2)廠區(qū)公路及鐵路交通方便,并有已建成的與米軌接通的鐵路專用線外運精礦,老硫選廠需外運的精礦總量約450t/d;(3)可充分利用松硫選廠的設(shè)備、場地及輔助設(shè)施,如:①老硫選廠的中細(xì)碎與原松硫選廠的中細(xì)碎可采取措施實現(xiàn)共用。②可利用松硫選廠已有的尾礦輸送設(shè)施,即由老硫選廠的廠前總尾礦溝將該廠尾礦自流輸送至松硫選廠的尾礦結(jié)合井處與松硫選廠的尾礦匯合,經(jīng)混合的總尾礦由原松硫選廠的總尾礦溝輸出。③可共用部分已有的公用設(shè)施。(4)原預(yù)留的老硫選廠主廠房處,各階梯場地平整已基本結(jié)束,大部分柱基基礎(chǔ)已施工;(5)廠區(qū)開闊、平坦,便于合理布局。綜合上述特點,并考慮投資省、進(jìn)度快、便于統(tǒng)一管理、合理布局等因素,應(yīng)該說該廠址的選擇是較合理的。2老硫選擇廠的設(shè)計中一些重要的配置問題的處理由廠址位置、廠區(qū)內(nèi)外部條件等特定因素,決定了主要車間的配置,下面就設(shè)計中遇到的一些重要問題闡述如下。2.1礦渣輸送2.1.1老硫選廠的泵、泵和浮選的節(jié)能系統(tǒng)老硫選廠是以錫為主,處理多金屬硫化礦的選廠,采用浮重流程。由于重選部分作業(yè)多、產(chǎn)品多、返回產(chǎn)物多,礦漿輸送系統(tǒng)較為復(fù)雜。該系統(tǒng)的計算和選型是否正確,布置是否合理,運行是否通暢,在重選廠中是舉足輕重的,是重選廠能否順利投產(chǎn)和正常生產(chǎn)的關(guān)鍵。而其中最大限度地、合理地采用礦漿自流輸送,特別是主礦流自流,是選廠節(jié)能、降低成本的重要途徑。本設(shè)計通過正確的計算和選型,合理的布置,使老硫選廠克服了廠區(qū)自然高差小的缺點,主礦流得到最大限度地自流,有效地減少了泵的數(shù)量、揚程和揚送距離,與松硫選廠設(shè)計相比,泵由295臺降至96臺,泵的裝機容量由占設(shè)備裝機容量的47%減至43%,其中,泵的工作容量由占總?cè)萘康?0.5%減為22.9%,節(jié)能效果明顯。老硫選廠配置設(shè)計中,使廠內(nèi)的主礦流(一段搖床的給礦、混合浮選作業(yè)的給礦)均基本自流;對一個作業(yè)至下一個作業(yè)區(qū)的礦流,如除錫浮選的給礦,復(fù)洗浮硫的給礦,及浮硫后進(jìn)入一次復(fù)洗床的給礦等,也均能自流輸送。眾所周知,一定的礦漿在臨界流速下,水頭損失為最小,當(dāng)流速大于臨界流速,即呈高速流動時,會使水頭損失劇增,而增加動力(指壓力管),或需較大的敷設(shè)坡度(指自流管),而過多損失高差;當(dāng)流速小于臨界流速,即呈沉淀速度流動時,固體顆粒會在管(槽)底沉淀,當(dāng)沉積層超過一定厚度時,使礦漿輸送管(槽)發(fā)生阻塞。所以,選擇合適的計算公式,并結(jié)合類似生產(chǎn)實踐資料,或通過試驗合理確定一定流量、一定特性的礦漿的臨界流速,及選用與之相應(yīng)的輸送管徑、或溝(槽)的水力斷面,確定輸送管(槽)的水力坡度,這是確定礦漿輸送系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ),在設(shè)計中應(yīng)予以重視。2.1.2搖床地溝坡度設(shè)計參數(shù)(1)地溝坡度的同一性布置不同作業(yè)的搖床,其各個產(chǎn)品所需地溝坡度因其輸送量、物料粒度、濃度、密度及溝斷面尺寸等的不同而不同,一般隨物料粒度、濃度、稠度的增大而增大,隨流量的增大而減小。設(shè)計中對不同作業(yè)的搖床的某一產(chǎn)品(如次精礦),一般選用粒度粗、礦量少的一組搖床所需的坡度,作為該產(chǎn)品的地溝坡度,根據(jù)計算結(jié)果,其中,中、尾礦的地溝坡度與松硫選廠的實際坡度基本吻合。設(shè)計已注意到高濃度、大密度礦漿的輸送特性:其所需的臨界流速和水力坡降,開始隨礦漿容重和稠度的增加而增加,當(dāng)增加到一定數(shù)值后反而隨之降低,而克諾羅茲等公式并未反映漿體的這一特征,對各段床次精礦的計算結(jié)果顯示,地溝坡度比松硫選廠的實際值和試驗值有較大幅度的增大,鑒于近年來力圖反映漿體這一特征的公式與實際之間還存在不同程度的差距,故設(shè)計參考了松硫選廠的實際值和試驗值,結(jié)合本廠的原礦特性進(jìn)行選取,《云錫松硫選廠廠區(qū)內(nèi)地溝坡度試驗報告》中關(guān)于次精礦的試驗數(shù)據(jù):當(dāng)粒度為0.5~0.037mm,錫品位為6.09%,濃度為20.25%,礦漿量為19.35m3/d、47.17m3/d、82.86m3/d時,其臨界坡度分別為18.38%、17.48%、16.58%,而老硫選廠一段床粒度亦為0.5~0.037mm,濃度16.14%,礦漿量37.41m3/d,與試驗條件大體相似,故次精礦地溝坡度選用18%,考慮老硫選廠一段床粒度較粗,故在地形允許的情況下,地溝坡度應(yīng)比松硫選廠稍大些,本廠設(shè)計的搖床地溝坡度見表1。說明:①松硫選廠泥砂分級界限為0.074mm,老硫選廠為0.037mm。②松硫選廠搖床產(chǎn)品地溝坡度值,取自土建專業(yè)有關(guān)總結(jié)中,并經(jīng)現(xiàn)場實地核實。③地溝試驗報告中,次精礦粒度為0.5~0.037mm,中礦粒度為0.3~0.037mm。④老硫選廠次精礦、中礦、尾礦溝溝底斷面分別為50、60、80mm。⑤老硫選廠中礦溝的坡度,當(dāng)?shù)V漿量小、高差允許時應(yīng)選大值。由于地溝坡度的同一性布置,使部分搖床選別作業(yè)的互換、或設(shè)備組合的調(diào)整在布置上較易實現(xiàn)。(2)濃縮機排礦應(yīng)盡量考慮自流輸送濃縮機的排礦在高差允許時,應(yīng)首先考慮自流輸送,以充分利用池內(nèi)礦漿的靜壓力,如復(fù)洗磨前Φ15m濃縮機及處理洗礦溢流的Φ24m濃縮機都是排礦自流的;對不具備自流條件,而需壓力輸送時,配置上可將濃縮機的排礦管與砂泵直接串聯(lián),使泵保持較高的進(jìn)口壓力,而不需用泵池來損失壓力和高差,本設(shè)計均采用上述布置方式。2.1.3集礦泵的揚送(1)礦漿壓力輸送系統(tǒng)的配置重點,對分別揚送至同一作業(yè)的多臺泵,或在下一作業(yè)混合處理的幾股礦流,宜盡量先自流集中后,再揚送至作業(yè)點,這樣不但減少了泵的數(shù)量,且布置合理,便于管理,經(jīng)濟(jì)上顯然也是節(jié)省的。在老硫選廠設(shè)計中采取了以下一些做法:①二段床次精礦,通過自流管和地溝,流至下一臺階的次精礦溝中,與三段床及一次復(fù)洗床次精礦匯合后再流至三段床相應(yīng)的泵池中,與二次復(fù)洗床及沉砂床次精礦合并后,再揚送至本臺階的N028泵集中,共6股礦流由該泵一次揚至一次復(fù)洗床前分配器,這樣布置省了二段床的3臺泵,且因次精礦量少,最終泵的揚量并未加大,只是集礦泵的出口管徑加大了。②三段磨的排礦自流輸送至下兩個臺階的N019泵池,與二段床細(xì)中礦合并后揚至下一臺階廠房頂部的三段床前分配器。③復(fù)洗磨前Φ3m分泥斗溢流自流至下一臺階的N013泵池,與除錫浮選掃選尾礦合并后一次揚至Φ15m濃縮機。其它,如N020泵也作了相似的處理,把二段床的粗中礦和三段床的中礦合并揚至三段磨。④同一臺階的次精礦和中礦,一般都采用小泵揚至大泵集中處理的方式,因為揚送物量少,提升高度小,揚送距離短,所以泵的容量也較小。(2)為便于浮選過程的穩(wěn)定,浮選過程的中間泡沫產(chǎn)品一般不宜用普通砂泵揚送至下一作業(yè)。所以配置設(shè)計中對A型浮選機應(yīng)考慮:各作業(yè)浮選機的臺數(shù)和泡沫槽的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足浮選機的葉輪,能順利吸入中間產(chǎn)物所需的坡度。(3)把浮選和床選各作業(yè)的泵,相對集中于本跨半地下室內(nèi),排為一行,并盡量靠近其在擋墻上的出口管道,便于相應(yīng)作業(yè)的上下左右聯(lián)系,并為生產(chǎn)中,根據(jù)原礦性質(zhì)的變化,適當(dāng)調(diào)整流程結(jié)構(gòu)提供了方便。(4)對于加壓泵,當(dāng)1臺泵不能滿足揚程的需要,而需要多段揚送時,砂泵之間的銜接,對廠內(nèi)的一般離心泵(普通泵),可考慮采用在同一泵站內(nèi)直接串聯(lián);如遠(yuǎn)距離串聯(lián)時,后一臺入口應(yīng)有大于5m的剩余壓頭,本設(shè)計采用泵池銜接,這樣布置,生產(chǎn)中較為靈活。對當(dāng)今新建的現(xiàn)代化選廠,由于離心式渣漿泵的性能已大大超過普通泵,對于遠(yuǎn)距離輸送可采用中間有給料漿池的渣漿泵接力,或直接在管線上接力,而對選廠內(nèi)部加壓輸送而言,采用同一泵站內(nèi)多臺泵直接串聯(lián),效果更佳,隨著渣漿泵許用壓力的提高,這種布置方式已被廣泛使用。2.2設(shè)計中的一些問題的處理2.2.1砂泵局部系統(tǒng)集成浮選部分和主要的搖床跨,廠房斷面為半地下式結(jié)構(gòu),即有一排設(shè)備(搖床或浮選機)置于樓板上,砂泵就集中在本跨的半地下室內(nèi),排為一列,并設(shè)有檢修吊車或吊車梁,這樣做有利于地溝布置和中間產(chǎn)品的自流輸送,也為技術(shù)改造,調(diào)整局部流程結(jié)構(gòu)提供了方便;有利于砂泵間的自然采光,改善了設(shè)備的操作條件和管理;利于設(shè)備的檢修、同類備品備件的互換及堆存;半地下式結(jié)構(gòu),使浮選機的底層有較大的空間,保證了銅、硫取樣機的給礦能自流入取樣箱,避免砂泵給礦時,因礦量的波動而影響取樣機工作的準(zhǔn)確性。2.2.2設(shè)備布置形式根據(jù)廠區(qū)的地形特征,工藝及設(shè)備性能和松硫選廠的配置現(xiàn)狀,主廠房基本采用單層臺階式布置,部分廠房為多層或局部多層的布置形式。單層式的優(yōu)點是能充分利用自然采光,在主要作業(yè)區(qū)的廠房屋頂上還開了天窗,這對設(shè)備的操作和維修尤為有利;可將振動大而大型的磨機和多數(shù)搖床放在承載力較好的地層上,減小了土建結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,便于施工,從而節(jié)約了投資,所以,一般來說單層式布置較多層式在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上更為優(yōu)越。然而也不能排斥多層式或單、多結(jié)合的布置形式,在廠區(qū)地形狹窄,或地面坡度平緩和平地建廠時,根據(jù)流程、設(shè)備和配置的需要,該布置形式又具有明顯的現(xiàn)實意義了。如:(1)精選廠房處為便于多種產(chǎn)品的排出和裝運,而將浮選槽置于第二層樓板上。(2)精礦脫水車間,為便于過濾機的濾并卸入精礦倉和濾液返回濃縮機,需把過濾機置于第二層樓板上。(3)藥劑制備室,為了藥劑的儲存、制備和自流輸送,而把制備室設(shè)在藥劑庫的上層等。2.2.3不同安裝層的傾斜角度配置對雙列搖床的廠房和浮選跨,地面為雙向順坡,其它廠房為單向順坡,這利于沖洗地面和排水,易于使車間地面保持清潔、干燥。2.3破碎過程中緩沖區(qū)介質(zhì)的設(shè)計2.3.1節(jié)約能源的要求通過老硫工程原礦準(zhǔn)備作業(yè)的配置設(shè)計,顯現(xiàn)出中間緩沖礦倉(或礦堆)的作用是:(1)中間緩沖礦倉可以有效地緩沖調(diào)節(jié)采、選間、粗碎與中細(xì)碎間生產(chǎn)的不平衡,本廠的配置設(shè)計中,如沒有足夠容積的中間緩沖礦倉,松硫和老硫選廠共用中細(xì)碎,將是不可能的。(2)可充分發(fā)揮中細(xì)碎設(shè)備的效率,節(jié)約能源,一般大、中型選廠的粗碎設(shè)備的規(guī)格是根據(jù)采出礦石最大塊度選定的,故其單位處理能力一般均大于中細(xì)碎設(shè)備,要使粗碎和中細(xì)碎的瞬間能力相一致,則需加大中細(xì)碎設(shè)備的規(guī)格或增加臺數(shù),造成大材小用,并增加動力消耗,如設(shè)置了中間緩沖倉,就可以協(xié)調(diào)粗碎和中細(xì)碎單位處理能力間的差異,可減少中細(xì)碎設(shè)備的數(shù)量或減少中細(xì)碎的作業(yè)時間,從而節(jié)約了能源。(3)能均勻配礦,穩(wěn)定原礦性質(zhì),從而穩(wěn)定選別指標(biāo)。礦石由粗碎礦倉,運往中細(xì)碎緩沖礦倉,又經(jīng)過一次混勻和重新組合過程,使得礦倉的排礦起到了配礦作用,或者說得到性質(zhì)相對穩(wěn)定的原礦。(4)由于縮短了中細(xì)碎作業(yè)時間,可留出足夠的時間,保證設(shè)備的大、中修,因而提高了選廠的作業(yè)率。至于中間緩沖礦倉的容積,應(yīng)綜合考慮采、選的工作制度、粗碎和中細(xì)碎間能力的差異,以及工藝有無特殊需要等因素來合理確定,容積過小,起不到緩沖調(diào)節(jié)作用,而容積過大將引起投資增高,經(jīng)濟(jì)效益差而抵消了它的優(yōu)點。2.3.2中破碎設(shè)備設(shè)計老硫選廠設(shè)計時,為節(jié)省投資和方便使用,充分利用了松硫選廠索道站點站已有的中間礦倉及中細(xì)碎設(shè)施。松硫選廠處理由松官索道運來的松樹腳硫化礦的1500t/d來礦,老硫選廠處理由馬官索道運來的老廠硫化礦的1000t/d來礦,二者之比為1.5∶1。松官索道終點站原有礦倉具有840t的儲礦容量,此外還有原氧化礦的容量為280t的小礦倉。馬官索道終點站礦倉容量800t,該礦倉的礦石可通過膠帶輸送機轉(zhuǎn)運至松官索道終點站的280t的小礦倉中,而后再用膠帶輸送機轉(zhuǎn)運至松硫選廠的1號膠帶輸送機、進(jìn)入松硫選廠的中細(xì)碎系統(tǒng)。為了充分利用松硫選廠的中細(xì)碎設(shè)施,設(shè)計考慮中細(xì)碎部分松硫選廠日開動2個班(750t/班),老硫選廠日開動一個班(1000t/班)。當(dāng)松硫選廠開動時,老硫馬官索道的來礦儲存在其終點站的800t礦倉及280t的小礦倉內(nèi)。當(dāng)老硫選廠一個班開動時,松官索道的來礦儲存在其終點站的840t礦倉內(nèi),這樣,就解決了松、老硫礦石交替進(jìn)入中細(xì)碎的問題。此外,由于中細(xì)碎總處理量增加,將原細(xì)碎的Φ1650mm短頭圓錐碎礦機改為Φ1750mm短頭圓錐碎礦機,從而達(dá)到中細(xì)碎車間可實現(xiàn)松硫選廠生產(chǎn)兩個班,老硫選廠生產(chǎn)一個班,總規(guī)模2500t/d的目的。通過上述中間礦倉的緩沖調(diào)節(jié)作用,較好地解決了松、老硫選廠共用中細(xì)碎的問題。3一些重要因素的改進(jìn)3.1洗礦系統(tǒng)設(shè)計原松硫選廠碎礦采用三段一閉路流程,最終產(chǎn)品粒度設(shè)計為-12mm,實際生產(chǎn)中為-15~18mm,當(dāng)原礦性質(zhì)變化及雨季含泥含水高時,閉路工作的細(xì)碎機常因粘結(jié)和堵塞,效率下降,甚至不能正常運轉(zhuǎn),設(shè)計已采取了必要的措施,使流程兼有開路碎礦的靈活性,但開路碎礦使最終產(chǎn)品粒度變粗,產(chǎn)品最大粒度為25~40mm,使磨礦比增大,碎磨的總能耗增加,因此根據(jù)多碎少磨的原則,有必要采取洗礦措施來消除原礦性質(zhì)變化及雨季含泥含水高時,對細(xì)碎作業(yè)的影響,并保證有效地降低碎礦粒度至15~18mm。本設(shè)計的洗礦是通過原礦轉(zhuǎn)運的膠帶輸送機把礦石引入索道終點站一側(cè)的洗礦車間,洗礦后的礦石經(jīng)手選膠帶輸送機手選廢石后(一般可剔除3%左右的廢石),再返回原礦轉(zhuǎn)運部分的膠帶輸送機而實現(xiàn)的。碎礦流程中增設(shè)了洗礦的靈活性后,既使在原礦性質(zhì)變壞及雨季含泥含水高時,也能保證三段一閉路碎礦流程的暢通,它對于多碎少磨,降低碎礦最終產(chǎn)品粒度,降低能耗是有效的。3.2粒級的香港研磨現(xiàn)使用的螺旋分級機是一種水力分級設(shè)備,它是利用重力,按物料在流體中的沉降規(guī)律進(jìn)行分級的設(shè)備,它的分級效率低,不能使物料嚴(yán)格地按粒度分級,受物料密度、粒度等因素的影響,使已經(jīng)單體解離的細(xì)粒重礦物在返砂中富集,隨脈石和結(jié)合體入磨,造成錫石過粉碎而損失,為解決此問題,設(shè)計將分級機返砂中<0.5mm的粒級上搖床選別,即粗磨早拿,回收已單體解離的粗粒錫石。但搖床對回收錫石雖是一種穩(wěn)妥可靠的設(shè)備,可是其有單位能力低,存在數(shù)量多,占地面積大的缺點,今后可用細(xì)篩或其它新設(shè)備取代。3.3礦物重質(zhì)與效率原有配置是:Φ12m濃縮機前用Φ3m分泥斗隔粗,Φ3m分泥斗的溢流再進(jìn)Φ12m濃縮機,分泥斗和濃縮機的沉砂作為二段磨的給礦。但據(jù)廠方反映,Φ12m濃縮機結(jié)構(gòu)強度較差,過去使用中曾發(fā)生過壓耙、扭斷十字頭連桿及扭彎中軸等事故。據(jù)設(shè)計調(diào)查,出過該類事故的個舊選廠銅精礦使用的Φ12m濃縮機系調(diào)撥的舊設(shè)備,質(zhì)量不能保證,加之施工質(zhì)量差、以及三班進(jìn)礦、兩班排礦,每班只排1~2小時所致,而與之相同條件下工作的另一臺設(shè)備,雖然處理量和密度更大,粒度更粗,仍能維持正常生產(chǎn),但考慮老硫選廠這臺濃縮機的給礦量較大、為上述濃縮機的5~10倍;一段磨返砂的粒度較粗,且均勻,其中大于0.5mm占3%,0.5~0.074mm占87%,而個舊選廠,該濃縮機的給礦粒度為大于0.037mm占36~70%;老硫選廠系處理脈錫礦,原生礦泥較少,且礦泥多數(shù)由螺旋分級機溢流流出,綜上分析,濃縮機中物料的沉降速度勢必要大,確有壓耙之慮,加之該處的兩臺濃縮機均為高架式的,尚有造價高,因場地狹窄,施工安裝難度大的問題。通過試驗,確認(rèn)可選用4臺Φ6m分泥斗,取代2臺Φ12m濃縮機,分泥斗的工作穩(wěn)妥可靠,不耗動力,配