重选厂设计中矿浆输送的重要性

重选厂设计中矿浆输送的重要性

1总结1.1设备效率方面良好的配置设计不仅满足了工艺要求，而且对采矿质量的变化有足够的适应性，能够保证整个过程的畅通，充分发挥设备效率，还应在节能、低消费、轻操作管理、节约投资、加速建设进度等方面取得实际效果。根据需要，必须能够进行改造和扩大规模。总而言之,一个现代化的选矿厂,除首先应具备先进可靠的工艺流程和设备外,还应有满足工艺要求的合理的配置。1.2铜多金属硫化矿浮重联合经营概况云锡老厂锡石硫化矿选厂(以下简称老硫选厂)系处理云锡老厂的锡、铜多金属硫化矿,规模为1000t/d,采用浮重联合流程,其厂址在松树脚锡石多金属硫化矿选厂(即松硫选厂)厂址选择阶段已通过比选,确定建于松硫选厂主厂房右侧预留场地处。松硫选厂处理云锡松树脚硫化矿的锡、铜多金属硫化矿,规模为1500t/d,采用浮重联合流程,已在之前建成。该厂址的主要特点是:(1)靠近水源,能满足老硫选厂高达每t原矿22.5m3用水量的需求;(2)厂区公路及铁路交通方便,并有已建成的与米轨接通的铁路专用线外运精矿,老硫选厂需外运的精矿总量约450t/d;(3)可充分利用松硫选厂的设备、场地及辅助设施,如:①老硫选厂的中细碎与原松硫选厂的中细碎可采取措施实现共用。②可利用松硫选厂已有的尾矿输送设施,即由老硫选厂的厂前总尾矿沟将该厂尾矿自流输送至松硫选厂的尾矿结合井处与松硫选厂的尾矿汇合,经混合的总尾矿由原松硫选厂的总尾矿沟输出。③可共用部分已有的公用设施。(4)原预留的老硫选厂主厂房处,各阶梯场地平整已基本结束,大部分柱基基础已施工;(5)厂区开阔、平坦,便于合理布局。综合上述特点,并考虑投资省、进度快、便于统一管理、合理布局等因素,应该说该厂址的选择是较合理的。2老硫选择厂的设计中一些重要的配置问题的处理由厂址位置、厂区内外部条件等特定因素,决定了主要车间的配置,下面就设计中遇到的一些重要问题阐述如下。2.1矿渣输送2.1.1老硫选厂的泵、泵和浮选的节能系统老硫选厂是以锡为主,处理多金属硫化矿的选厂,采用浮重流程。由于重选部分作业多、产品多、返回产物多,矿浆输送系统较为复杂。该系统的计算和选型是否正确,布置是否合理,运行是否通畅,在重选厂中是举足轻重的,是重选厂能否顺利投产和正常生产的关键。而其中最大限度地、合理地采用矿浆自流输送,特别是主矿流自流,是选厂节能、降低成本的重要途径。本设计通过正确的计算和选型,合理的布置,使老硫选厂克服了厂区自然高差小的缺点,主矿流得到最大限度地自流,有效地减少了泵的数量、扬程和扬送距离,与松硫选厂设计相比,泵由295台降至96台,泵的装机容量由占设备装机容量的47%减至43%,其中,泵的工作容量由占总容量的30.5%减为22.9%,节能效果明显。老硫选厂配置设计中,使厂内的主矿流(一段摇床的给矿、混合浮选作业的给矿)均基本自流;对一个作业至下一个作业区的矿流,如除锡浮选的给矿,复洗浮硫的给矿,及浮硫后进入一次复洗床的给矿等,也均能自流输送。众所周知,一定的矿浆在临界流速下,水头损失为最小,当流速大于临界流速,即呈高速流动时,会使水头损失剧增,而增加动力(指压力管),或需较大的敷设坡度(指自流管),而过多损失高差;当流速小于临界流速,即呈沉淀速度流动时,固体颗粒会在管(槽)底沉淀,当沉积层超过一定厚度时,使矿浆输送管(槽)发生阻塞。所以,选择合适的计算公式,并结合类似生产实践资料,或通过试验合理确定一定流量、一定特性的矿浆的临界流速,及选用与之相应的输送管径、或沟(槽)的水力断面,确定输送管(槽)的水力坡度,这是确定矿浆输送系统是否经济合理的基础,在设计中应予以重视。2.1.2摇床地沟坡度设计参数(1)地沟坡度的同一性布置不同作业的摇床,其各个产品所需地沟坡度因其输送量、物料粒度、浓度、密度及沟断面尺寸等的不同而不同,一般随物料粒度、浓度、稠度的增大而增大,随流量的增大而减小。设计中对不同作业的摇床的某一产品(如次精矿),一般选用粒度粗、矿量少的一组摇床所需的坡度,作为该产品的地沟坡度,根据计算结果,其中,中、尾矿的地沟坡度与松硫选厂的实际坡度基本吻合。设计已注意到高浓度、大密度矿浆的输送特性:其所需的临界流速和水力坡降,开始随矿浆容重和稠度的增加而增加,当增加到一定数值后反而随之降低,而克诺罗兹等公式并未反映浆体的这一特征,对各段床次精矿的计算结果显示,地沟坡度比松硫选厂的实际值和试验值有较大幅度的增大,鉴于近年来力图反映浆体这一特征的公式与实际之间还存在不同程度的差距,故设计参考了松硫选厂的实际值和试验值,结合本厂的原矿特性进行选取,《云锡松硫选厂厂区内地沟坡度试验报告》中关于次精矿的试验数据:当粒度为0.5~0.037mm,锡品位为6.09%,浓度为20.25%,矿浆量为19.35m3/d、47.17m3/d、82.86m3/d时,其临界坡度分别为18.38%、17.48%、16.58%,而老硫选厂一段床粒度亦为0.5~0.037mm,浓度16.14%,矿浆量37.41m3/d,与试验条件大体相似,故次精矿地沟坡度选用18%,考虑老硫选厂一段床粒度较粗,故在地形允许的情况下,地沟坡度应比松硫选厂稍大些,本厂设计的摇床地沟坡度见表1。说明:①松硫选厂泥砂分级界限为0.074mm,老硫选厂为0.037mm。②松硫选厂摇床产品地沟坡度值,取自土建专业有关总结中,并经现场实地核实。③地沟试验报告中,次精矿粒度为0.5~0.037mm,中矿粒度为0.3~0.037mm。④老硫选厂次精矿、中矿、尾矿沟沟底断面分别为50、60、80mm。⑤老硫选厂中矿沟的坡度,当矿浆量小、高差允许时应选大值。由于地沟坡度的同一性布置,使部分摇床选别作业的互换、或设备组合的调整在布置上较易实现。(2)浓缩机排矿应尽量考虑自流输送浓缩机的排矿在高差允许时,应首先考虑自流输送,以充分利用池内矿浆的静压力,如复洗磨前Φ15m浓缩机及处理洗矿溢流的Φ24m浓缩机都是排矿自流的;对不具备自流条件,而需压力输送时,配置上可将浓缩机的排矿管与砂泵直接串联,使泵保持较高的进口压力,而不需用泵池来损失压力和高差,本设计均采用上述布置方式。2.1.3集矿泵的扬送(1)矿浆压力输送系统的配置重点,对分别扬送至同一作业的多台泵,或在下一作业混合处理的几股矿流,宜尽量先自流集中后,再扬送至作业点,这样不但减少了泵的数量,且布置合理,便于管理,经济上显然也是节省的。在老硫选厂设计中采取了以下一些做法:①二段床次精矿,通过自流管和地沟,流至下一台阶的次精矿沟中,与三段床及一次复洗床次精矿汇合后再流至三段床相应的泵池中,与二次复洗床及沉砂床次精矿合并后,再扬送至本台阶的N028泵集中,共6股矿流由该泵一次扬至一次复洗床前分配器,这样布置省了二段床的3台泵,且因次精矿量少,最终泵的扬量并未加大,只是集矿泵的出口管径加大了。②三段磨的排矿自流输送至下两个台阶的N019泵池,与二段床细中矿合并后扬至下一台阶厂房顶部的三段床前分配器。③复洗磨前Φ3m分泥斗溢流自流至下一台阶的N013泵池,与除锡浮选扫选尾矿合并后一次扬至Φ15m浓缩机。其它,如N020泵也作了相似的处理,把二段床的粗中矿和三段床的中矿合并扬至三段磨。④同一台阶的次精矿和中矿,一般都采用小泵扬至大泵集中处理的方式,因为扬送物量少,提升高度小,扬送距离短,所以泵的容量也较小。(2)为便于浮选过程的稳定,浮选过程的中间泡沫产品一般不宜用普通砂泵扬送至下一作业。所以配置设计中对A型浮选机应考虑:各作业浮选机的台数和泡沫槽的结构形式应满足浮选机的叶轮,能顺利吸入中间产物所需的坡度。(3)把浮选和床选各作业的泵,相对集中于本跨半地下室内,排为一行,并尽量靠近其在挡墙上的出口管道,便于相应作业的上下左右联系,并为生产中,根据原矿性质的变化,适当调整流程结构提供了方便。(4)对于加压泵,当1台泵不能满足扬程的需要,而需要多段扬送时,砂泵之间的衔接,对厂内的一般离心泵(普通泵),可考虑采用在同一泵站内直接串联;如远距离串联时,后一台入口应有大于5m的剩余压头,本设计采用泵池衔接,这样布置,生产中较为灵活。对当今新建的现代化选厂,由于离心式渣浆泵的性能已大大超过普通泵,对于远距离输送可采用中间有给料浆池的渣浆泵接力,或直接在管线上接力,而对选厂内部加压输送而言,采用同一泵站内多台泵直接串联,效果更佳,随着渣浆泵许用压力的提高,这种布置方式已被广泛使用。2.2设计中的一些问题的处理2.2.1砂泵局部系统集成浮选部分和主要的摇床跨,厂房断面为半地下式结构,即有一排设备(摇床或浮选机)置于楼板上,砂泵就集中在本跨的半地下室内,排为一列,并设有检修吊车或吊车梁,这样做有利于地沟布置和中间产品的自流输送,也为技术改造,调整局部流程结构提供了方便;有利于砂泵间的自然采光,改善了设备的操作条件和管理;利于设备的检修、同类备品备件的互换及堆存;半地下式结构,使浮选机的底层有较大的空间,保证了铜、硫取样机的给矿能自流入取样箱,避免砂泵给矿时,因矿量的波动而影响取样机工作的准确性。2.2.2设备布置形式根据厂区的地形特征,工艺及设备性能和松硫选厂的配置现状,主厂房基本采用单层台阶式布置,部分厂房为多层或局部多层的布置形式。单层式的优点是能充分利用自然采光,在主要作业区的厂房屋顶上还开了天窗,这对设备的操作和维修尤为有利;可将振动大而大型的磨机和多数摇床放在承载力较好的地层上,减小了土建结构的复杂性,便于施工,从而节约了投资,所以,一般来说单层式布置较多层式在技术经济上更为优越。然而也不能排斥多层式或单、多结合的布置形式,在厂区地形狭窄,或地面坡度平缓和平地建厂时,根据流程、设备和配置的需要,该布置形式又具有明显的现实意义了。如:(1)精选厂房处为便于多种产品的排出和装运,而将浮选槽置于第二层楼板上。(2)精矿脱水车间,为便于过滤机的滤并卸入精矿仓和滤液返回浓缩机,需把过滤机置于第二层楼板上。(3)药剂制备室,为了药剂的储存、制备和自流输送,而把制备室设在药剂库的上层等。2.2.3不同安装层的倾斜角度配置对双列摇床的厂房和浮选跨,地面为双向顺坡,其它厂房为单向顺坡,这利于冲洗地面和排水,易于使车间地面保持清洁、干燥。2.3破碎过程中缓冲区介质的设计2.3.1节约能源的要求通过老硫工程原矿准备作业的配置设计,显现出中间缓冲矿仓(或矿堆)的作用是:(1)中间缓冲矿仓可以有效地缓冲调节采、选间、粗碎与中细碎间生产的不平衡,本厂的配置设计中,如没有足够容积的中间缓冲矿仓,松硫和老硫选厂共用中细碎,将是不可能的。(2)可充分发挥中细碎设备的效率,节约能源,一般大、中型选厂的粗碎设备的规格是根据采出矿石最大块度选定的,故其单位处理能力一般均大于中细碎设备,要使粗碎和中细碎的瞬间能力相一致,则需加大中细碎设备的规格或增加台数,造成大材小用,并增加动力消耗,如设置了中间缓冲仓,就可以协调粗碎和中细碎单位处理能力间的差异,可减少中细碎设备的数量或减少中细碎的作业时间,从而节约了能源。(3)能均匀配矿,稳定原矿性质,从而稳定选别指标。矿石由粗碎矿仓,运往中细碎缓冲矿仓,又经过一次混匀和重新组合过程,使得矿仓的排矿起到了配矿作用,或者说得到性质相对稳定的原矿。(4)由于缩短了中细碎作业时间,可留出足够的时间,保证设备的大、中修,因而提高了选厂的作业率。至于中间缓冲矿仓的容积,应综合考虑采、选的工作制度、粗碎和中细碎间能力的差异,以及工艺有无特殊需要等因素来合理确定,容积过小,起不到缓冲调节作用,而容积过大将引起投资增高,经济效益差而抵消了它的优点。2.3.2中破碎设备设计老硫选厂设计时,为节省投资和方便使用,充分利用了松硫选厂索道站点站已有的中间矿仓及中细碎设施。松硫选厂处理由松官索道运来的松树脚硫化矿的1500t/d来矿,老硫选厂处理由马官索道运来的老厂硫化矿的1000t/d来矿,二者之比为1.5∶1。松官索道终点站原有矿仓具有840t的储矿容量,此外还有原氧化矿的容量为280t的小矿仓。马官索道终点站矿仓容量800t,该矿仓的矿石可通过胶带输送机转运至松官索道终点站的280t的小矿仓中,而后再用胶带输送机转运至松硫选厂的1号胶带输送机、进入松硫选厂的中细碎系统。为了充分利用松硫选厂的中细碎设施,设计考虑中细碎部分松硫选厂日开动2个班(750t/班),老硫选厂日开动一个班(1000t/班)。当松硫选厂开动时,老硫马官索道的来矿储存在其终点站的800t矿仓及280t的小矿仓内。当老硫选厂一个班开动时,松官索道的来矿储存在其终点站的840t矿仓内,这样,就解决了松、老硫矿石交替进入中细碎的问题。此外,由于中细碎总处理量增加,将原细碎的Φ1650mm短头圆锥碎矿机改为Φ1750mm短头圆锥碎矿机,从而达到中细碎车间可实现松硫选厂生产两个班,老硫选厂生产一个班,总规模2500t/d的目的。通过上述中间矿仓的缓冲调节作用,较好地解决了松、老硫选厂共用中细碎的问题。3一些重要因素的改进3.1洗矿系统设计原松硫选厂碎矿采用三段一闭路流程,最终产品粒度设计为-12mm,实际生产中为-15~18mm,当原矿性质变化及雨季含泥含水高时,闭路工作的细碎机常因粘结和堵塞,效率下降,甚至不能正常运转,设计已采取了必要的措施,使流程兼有开路碎矿的灵活性,但开路碎矿使最终产品粒度变粗,产品最大粒度为25~40mm,使磨矿比增大,碎磨的总能耗增加,因此根据多碎少磨的原则,有必要采取洗矿措施来消除原矿性质变化及雨季含泥含水高时,对细碎作业的影响,并保证有效地降低碎矿粒度至15~18mm。本设计的洗矿是通过原矿转运的胶带输送机把矿石引入索道终点站一侧的洗矿车间,洗矿后的矿石经手选胶带输送机手选废石后(一般可剔除3%左右的废石),再返回原矿转运部分的胶带输送机而实现的。碎矿流程中增设了洗矿的灵活性后,既使在原矿性质变坏及雨季含泥含水高时,也能保证三段一闭路碎矿流程的畅通,它对于多碎少磨,降低碎矿最终产品粒度,降低能耗是有效的。3.2粒级的香港研磨现使用的螺旋分级机是一种水力分级设备,它是利用重力,按物料在流体中的沉降规律进行分级的设备,它的分级效率低,不能使物料严格地按粒度分级,受物料密度、粒度等因素的影响,使已经单体解离的细粒重矿物在返砂中富集,随脉石和结合体入磨,造成锡石过粉碎而损失,为解决此问题,设计将分级机返砂中<0.5mm的粒级上摇床选别,即粗磨早拿,回收已单体解离的粗粒锡石。但摇床对回收锡石虽是一种稳妥可靠的设备,可是其有单位能力低,存在数量多,占地面积大的缺点,今后可用细筛或其它新设备取代。3.3矿物重质与效率原有配置是:Φ12m浓缩机前用Φ3m分泥斗隔粗,Φ3m分泥斗的溢流再进Φ12m浓缩机,分泥斗和浓缩机的沉砂作为二段磨的给矿。但据厂方反映,Φ12m浓缩机结构强度较差,过去使用中曾发生过压耙、扭断十字头连杆及扭弯中轴等事故。据设计调查,出过该类事故的个旧选厂铜精矿使用的Φ12m浓缩机系调拨的旧设备,质量不能保证,加之施工质量差、以及三班进矿、两班排矿,每班只排1~2小时所致,而与之相同条件下工作的另一台设备,虽然处理量和密度更大,粒度更粗,仍能维持正常生产,但考虑老硫选厂这台浓缩机的给矿量较大、为上述浓缩机的5~10倍;一段磨返砂的粒度较粗,且均匀,其中大于0.5mm占3%,0.5~0.074mm占87%,而个旧选厂,该浓缩机的给矿粒度为大于0.037mm占36~70%;老硫选厂系处理脉锡矿,原生矿泥较少,且矿泥多数由螺旋分级机溢流流出,综上分析,浓缩机中物料的沉降速度势必要大,确有压耙之虑,加之该处的两台浓缩机均为高架式的,尚有造价高,因场地狭窄,施工安装难度大的问题。通过试验,确认可选用4台Φ6m分泥斗,取代2台Φ12m浓缩机,分泥斗的工作稳妥可靠,不耗动力,配