重選廠設計中礦漿輸送的重要性

1總結1.1設備效率方面良好的配置設計不僅滿足了工藝要求，而且對采礦質量的變化有足夠的適應性，能夠保證整個過程的暢通，充分發揮設備效率，還應在節能、低消費、輕操作管理、節約投資、加速建設進度等方面取得實際效果。根據需要，必須能夠進行改造和擴大規模。總而言之,一個現代化的選礦廠,除首先應具備先進可靠的工藝流程和設備外,還應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合經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,規模為1000t/d,采用浮重聯合流程,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預留場地處。松硫選廠處理云錫松樹腳硫化礦的錫、銅多金屬硫化礦,規模為1500t/d,采用浮重聯合流程,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每t原礦22.5m3用水量的需求;(2)廠區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備、場地及輔助設施,如:①老硫選廠的中細碎與原松硫選廠的中細碎可采取措施實現共用。②可利用松硫選廠已有的尾礦輸送設施,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合井處與松硫選廠的尾礦匯合,經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施。(4)原預留的老硫選廠主廠房處,各階梯場地平整已基本結束,大部分柱基基礎已施工;(5)廠區開闊、平坦,便于合理布局。綜合上述特點,并考慮投資省、進度快、便于統一管理、合理布局等因素,應該說該廠址的選擇是較合理的。2老硫選擇廠的設計中一些重要的配置問題的處理由廠址位置、廠區內外部條件等特定因素,決定了主要車間的配置,下面就設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、泵和浮選的節能系統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。由于重選部分作業多、產品多、返回產物多,礦漿輸送系統較為復雜。該系統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和正常生產的關鍵。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,是選廠節能、降低成本的重要途徑。本設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量、揚程和揚送距離,與松硫選廠設計相比,泵由295臺降至96臺,泵的裝機容量由占設備裝機容量的47%減至43%,其中,泵的工作容量由占總容量的30.5%減為22.9%,節能效果明顯。老硫選廠配置設計中,使廠內的主礦流(一段搖床的給礦、混合浮選作業的給礦)均基本自流;對一個作業至下一個作業區的礦流,如除錫浮選的給礦,復洗浮硫的給礦,及浮硫后進入一次復洗床的給礦等,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),或需較大的敷設坡度(指自流管),而過多損失高差;當流速小于臨界流速,即呈沉淀速度流動時,固體顆粒會在管(槽)底沉淀,當沉積層超過一定厚度時,使礦漿輸送管(槽)發生阻塞。所以,選擇合適的計算公式,并結合類似生產實踐資料,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是否經濟合理的基礎,在設計中應予以重視。2.1.2搖床地溝坡度設計參數(1)地溝坡度的同一性布置不同作業的搖床,其各個產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。設計中對不同作業的搖床的某一產品(如次精礦),一般選用粒度粗、礦量少的一組搖床所需的坡度,作為該產品的地溝坡度,根據計算結果,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,當增加到一定數值后反而隨之降低,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,故設計參考了松硫選廠的實際值和試驗值,結合本廠的原礦特性進行選取,《云錫松硫選廠廠區內地溝坡度試驗報告》中關于次精礦的試驗數據:當粒度為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,地溝坡度應比松硫選廠稍大些,本廠設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松硫選廠搖床產品地溝坡度值,取自土建專業有關總結中,并經現場實地核實。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,當礦漿量小、高差允許時應選大值。由于地溝坡度的同一性布置,使部分搖床選別作業的互換、或設備組合的調整在布置上較易實現。(2)濃縮機排礦應盡量考慮自流輸送濃縮機的排礦在高差允許時,應首先考慮自流輸送,以充分利用池內礦漿的靜壓力,如復洗磨前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,使泵保持較高的進口壓力,而不需用泵池來損失壓力和高差,本設計均采用上述布置方式。2.1.3集礦泵的揚送(1)礦漿壓力輸送系統的配置重點,對分別揚送至同一作業的多臺泵,或在下一作業混合處理的幾股礦流,宜盡量先自流集中后,再揚送至作業點,這樣不但減少了泵的數量,且布置合理,便于管理,經濟上顯然也是節省的。在老硫選廠設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,與三段床及一次復洗床次精礦匯合后再流至三段床相應的泵池中,與二次復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定,浮選過程的中間泡沫產品一般不宜用普通砂泵揚送至下一作業。所以配置設計中對A型浮選機應考慮:各作業浮選機的臺數和泡沫槽的結構形式應滿足浮選機的葉輪,能順利吸入中間產物所需的坡度。(3)把浮選和床選各作業的泵,相對集中于本跨半地下室內,排為一行,并盡量靠近其在擋墻上的出口管道,便于相應作業的上下左右聯系,并為生產中,根據原礦性質的變化,適當調整流程結構提供了方便。(4)對于加壓泵,當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,對廠內的一般離心泵(普通泵),可考慮采用在同一泵站內直接串聯;如遠距離串聯時,后一臺入口應有大于5m的剩余壓頭,本設計采用泵池銜接,這樣布置,生產中較為靈活。對當今新建的現代化選廠,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,而對選廠內部加壓輸送而言,采用同一泵站內多臺泵直接串聯,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設計中的一些問題的處理2.2.1砂泵局部系統集成浮選部分和主要的搖床跨,廠房斷面為半地下式結構,即有一排設備(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,排為一列,并設有檢修吊車或吊車梁,這樣做有利于地溝布置和中間產品的自流輸送,也為技術改造,調整局部流程結構提供了方便;有利于砂泵間的自然采光,改善了設備的操作條件和管理;利于設備的檢修、同類備品備件的互換及堆存;半地下式結構,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確性。2.2.2設備布置形式根據廠區的地形特征,工藝及設備性能和松硫選廠的配置現狀,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。單層式的優點是能充分利用自然采光,在主要作業區的廠房屋頂上還開了天窗,這對設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搖床放在承載力較好的地層上,減小了土建結構的復雜性,便于施工,從而節約了投資,所以,一般來說單層式布置較多層式在技術經濟上更為優越。然而也不能排斥多層式或單、多結合的布置形式,在廠區地形狹窄,或地面坡度平緩和平地建廠時,根據流程、設備和配置的需要,該布置形式又具有明顯的現實意義了。如:(1)精選廠房處為便于多種產品的排出和裝運,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破碎過程中緩沖區介質的設計2.3.1節約能源的要求通過老硫工程原礦準備作業的配置設計,顯現出中間緩沖礦倉(或礦堆)的作用是:(1)中間緩沖礦倉可以有效地緩沖調節采、選間、粗碎與中細碎間生產的不平衡,本廠的配置設計中,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碎,將是不可能的。(2)可充分發揮中細碎設備的效率,節約能源,一般大、中型選廠的粗碎設備的規格是根據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碎設備,要使粗碎和中細碎的瞬間能力相一致,則需加大中細碎設備的規格或增加臺數,造成大材小用,并增加動力消耗,如設置了中間緩沖倉,就可以協調粗碎和中細碎單位處理能力間的差異,可減少中細碎設備的數量或減少中細碎的作業時間,從而節約了能源。(3)能均勻配礦,穩定原礦性質,從而穩定選別指標。礦石由粗碎礦倉,運往中細碎緩沖礦倉,又經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,或者說得到性質相對穩定的原礦。(4)由于縮短了中細碎作業時間,可留出足夠的時間,保證設備的大、中修,因而提高了選廠的作業率。至于中間緩沖礦倉的容積,應綜合考慮采、選的工作制度、粗碎和中細碎間能力的差異,以及工藝有無特殊需要等因素來合理確定,容積過小,起不到緩沖調節作用,而容積過大將引起投資增高,經濟效益差而抵消了它的優點。2.3.2中破碎設備設計老硫選廠設計時,為節省投資和方便使用,充分利用了松硫選廠索道站點站已有的中間礦倉及中細碎設施。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運至松硫選廠的1號膠帶輸送機、進入松硫選廠的中細碎系統。為了充分利用松硫選廠的中細碎設施,設計考慮中細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。當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,這樣,就解決了松、老硫礦石交替進入中細碎的問題。此外,由于中細碎總處理量增加,將原細碎的Φ1650mm短頭圓錐碎礦機改為Φ1750mm短頭圓錐碎礦機,從而達到中細碎車間可實現松硫選廠生產兩個班,老硫選廠生產一個班,總規模2500t/d的目的。通過上述中間礦倉的緩沖調節作用,較好地解決了松、老硫選廠共用中細碎的問題。3一些重要因素的改進3.1洗礦系統設計原松硫選廠碎礦采用三段一閉路流程,最終產品粒度設計為-12mm,實際生產中為-15~18mm,當原礦性質變化及雨季含泥含水高時,閉路工作的細碎機常因粘結和堵塞,效率下降,甚至不能正常運轉,設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品粒度變粗,產品最大粒度為25~40mm,使磨礦比增大,碎磨的總能耗增加,因此根據多碎少磨的原則,有必要采取洗礦措施來消除原礦性質變化及雨季含泥含水高時,對細碎作業的影響,并保證有效地降低碎礦粒度至15~18mm。本設計的洗礦是通過原礦轉運的膠帶輸送機把礦石引入索道終點站一側的洗礦車間,洗礦后的礦石經手選膠帶輸送機手選廢石后(一般可剔除3%左右的廢石),再返回原礦轉運部分的膠帶輸送機而實現的。碎礦流程中增設了洗礦的靈活性后,既使在原礦性質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,降低碎礦最終產品粒度,降低能耗是有效的。3.2粒級的香港研磨現使用的螺旋分級機是一種水力分級設備,它是利用重力,按物料在流體中的沉降規律進行分級的設備,它的分級效率低,不能使物料嚴格地按粒度分級,受物料密度、粒度等因素的影響,使已經單體解離的細粒重礦物在返砂中富集,隨脈石和結合體入磨,造成錫石過粉碎而損失,為解決此問題,設計將分級機返砂中<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妥可靠的設備,可是其有單位能力低,存在數量多,占地面積大的缺點,今后可用細篩或其它新設備取代。3.3礦物重質與效率原有配置是:Φ12m濃縮機前用Φ3m分泥斗隔粗,Φ3m分泥斗的溢流再進Φ12m濃縮機,分泥斗和濃縮機的沉砂作為二段磨的給礦。但據廠方反映,Φ12m濃縮機結構強度較差,過去使用中曾發生過壓耙、扭斷十字頭連桿及扭彎中軸等事故。據設計調查,出過該類事故的個舊選廠銅精礦使用的Φ12m濃縮機系調撥的舊設備,質量不能保證,加之施工質量差、以及三班進礦、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備,雖然處理量和密度更大,粒度更粗,仍能維持正常生產,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,確認可選用4臺Φ6m分泥斗,取代2臺Φ12m濃縮機,分泥斗的工作穩妥可靠,不耗動力,配