影响尾矿浆排量因素分析与解决方案李旺林--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

影响尾矿浆排量因素分析与解决方案李旺林

发表时间：2021/8/4 来源：《基层建设》2021年第14期作者：李旺林

[导读] 在矿山生产流程中，一般尾矿的浓缩、输送和排放能力要偏大于尾矿的产生量，才能保证生产和排放的平衡

        广西华银铝业有限公司广西百色市 533700
        摘要：在矿山生产流程中，一般尾矿的浓缩、输送和排放能力要偏大于尾矿的产生量，才能保证生产和排放的平衡。许多矿山企业生产后不断进行提产扩能，尾矿产生量远远大于原来的设计量，导致尾矿浓缩、输送排放系统负荷大幅度增加，超出其原来的设计排量，返过来直接影响整个矿山生产系统的产能。本文针对矿山企业提产后，在尾矿产生量超过原设计的浓缩、输送和排放量情况下，逐一分析影响尾矿浆排放能力提高的主要原因，并寻找最经济的对策，解决尾矿排放能力无法满足整个矿山生产要求的问题。
        关键字：尾矿浆、排量、渣浆泵、管道

        矿山生产流程中，尾矿的浓缩、输送和排放系统是其中非常重要的一个环节。一般由浓缩机、沉降脱水装置、渣浆泵以及尾矿输送管道等组成,其主要任务是处理选矿流程产生的尾矿浆。选矿产生的尾矿浆先进入浓缩池进行浓缩沉降，上层清水溢流到回水池进行重复利用，沉降浓缩后的尾矿浆通过渣浆泵和输送管道输送至尾矿库存放。一般矿山企业尾矿的浓缩、输送和排放能力要偏大于流程尾矿的产生量，这样才能有余量调节达到系统的平衡，保证整个矿山流程的顺利生产。许多矿山企业投产后为扩大盈利，不断进行提产扩能，尾矿产生量远远大于原来的设计量。这导致尾矿浓缩、输送排放系统负荷大幅度增加，超出其原来的设计排量，返过来直接影响整个矿山生产系统的产能。本文针对矿山企业提产后，尾矿产生量超过原设计的浓缩、输送和排放量，逐一分析影响尾矿浓缩、输送和排放能力提高的主要原因，并寻找最经济的对策，保证尾矿浓缩、输送和排放能力满足整个矿山生产的总体要求。
        一、课题现状及选题理由
        某矿山企业经生产期间提产扩能，选矿流程产能扩大了一倍，但是尾矿浓缩、输送和排放系统一直沿用原来的。目前浓缩、输送排放系统最大负荷运转，但其排量仅为1100立方/小时左右（排泥浓度约30%），仍不能完全处理选矿流程产生的尾矿，已不能满足矿山生产的要求，迫切需要对尾矿排放系统各个环节进行分析，寻找到瓶颈环节，并提出最经济的改进方案。
        二、选题设计原理及目标

        在尾矿处理排放工艺流程中，包含浓缩沉降设备、底流泵、排泥加压泵、二级泵以及管道等5个设备环节。这5个环节中只要其中一个单元受影响，就直接影响整个尾矿处理排放。下图为尾矿处理排放流程图，将流程分成5个单元，并对于各个单元以及生产系统数据整理分析。本课题主要通过各个单元对生产排放量的影响大小，寻找到整个流程影响排放量的瓶颈环节。进一步对瓶颈环节进行分析，寻找到影响尾矿浆处理排放的原因，从而寻找出最经济的解决方案。根据目前选矿流程提产扩能后产生的尾矿情况，要满足矿山生产要求，浓缩、输送和排放系统需要处理的流量要达到1250立方/小时。
        三、对课题设计中的五个单元进行分析
        采用分析排除法对各个环节进行分析，找出目前影响提高尾矿排放量的瓶颈位置（也就是主要原因）。
        1、对两个浓缩池的浓缩沉降进行分析。通过对浓缩底流尾矿浆浓度的跟踪测量，大部分的浓度都超过30%，达到生产的要求，说明浓缩池的浓缩沉降效果良好，排除此项为影响排泥量提高的主要原因。
        2、对底流泵进行分析。4台底流泵两用两备并运行平稳，生产时总流量可达到1300方/小时以上，而且尚未满负荷开机，能力尚有富余。因此，可以排除底流泵不是影响排泥量提高的主要因素。
        3、对三级排泥渣浆泵进行分析。排泥渣浆泵共有4组，原设计是两用两备。按尾矿浆30%左右的浓度，每组泵的排泥量大约为400-500立方/小时。实际生产中4组排泥泵可实行3用一备，也可以将1250立方/小时流量以上的尾矿浆输送到二级泵站。因此，也可以排除排泥泵不是影响排泥量提高的主要因素。
        4、对二级泵进行分析。二级泵站有2台二级泵，24小时开机，满负荷开机，但仍有尾矿浆溢流。通过对二级泵频率、电流、浓度、排量以及是否有溢流情况等进行跟踪。当单台二级泵开机时，频率最大时，电流可达到700A以上，单台二级泵运行平稳，未见异常。通过长时间观察，当2台二级泵同时开机时候，有1台泵经常出现高频率情况下电流下降到400A左右，尾矿输送排放不顺畅，尾矿浆溢流。
        5、继续对排泥管道进行排查分析。底流至排泥渣浆泵段管道是每台底流泵单独一根管道，未见有堵塞等异常情况。排泥渣浆泵站至二级泵站段管道也是每组排泥泵单独使用一根管道，也未发现有堵塞等异常情况。对二级泵站至排泥库段管道进行排查，发现原本2台二级泵分开单独的2根管道合并成一根管道，然后继续输送至陇怀排泥库。
        由此可见，整个尾矿输送排放系统中，前三个单元都能满足整个工艺要求，总流量也都能达到1250立方/小时以上，排除前三个单元不是问题瓶颈。影响排量的瓶颈环节应在二级泵之后的单元。
        四、对主要问题（瓶颈问题）进行分析
        对两台二级泵单独进行开机试验，跟踪运行情况如下表：

1#二级泵		2#二级泵		两台泵合计
电流（A）	流量（方/小时）	电流（A）	流量（方/小时）	流量（方/小时）
单独开1#二级泵	700以上	700以上	—	—	700以上
单独开2#二级泵	—	—	700以上	700以上	700以上
1#、2#二级泵同时开	589	—	416	—	1100

        对两台二级泵出口管道进行分析，出口管道由两根管道合并成一根后排往排泥库。管道合并前每根管道的规格为DN300，截面积为S=0.0707平方米，两根管的总面积则为0.1414平方米。合并后管道的规格为DN400，截面积为S=0.1256平方米。管道合并后管截面积减少了，管道的流量也会受影响。
        并联泵出口管道由多根合并为一根，并且总的截面积变小，泵的功率及流量会受反作用影响。这正是单台二级泵运行时正常，当两台二级泵同时并联运行时经常有一台电流和功率下降，总电流和总功率下降的原因，也是整个输送排放系统目前排量提不上来的主要原因。因此，二级泵后面的管道由两根合并为一根，管道总截面积变小是影响整个尾矿处理排放系统排量提高的原因，也就是整个尾矿浆输送排放系统的瓶颈环节。
        五、最经济的提升策略
        通过对浓缩、输送和排放系统浓缩沉降、底流泵、排泥加压泵、二级泵以及管道系统等各个环节的排查和分析，得出二级泵管道在出口后由2根管道合并成1根管道，截面积变小，是导致排泥量无法提升的原因，也是系统的瓶颈环节。在系统的瓶颈环节处解决问题是最经济的提升策略。要使两台并联的二级泵不相互反作用影响，都能发挥最大功效，决定取消二合一管道，从管道合并处再增加一条DN300的管道，使得每台二级泵都有单独的管道输送到排泥库。
        经管道施工整改后，对整个尾矿浓缩、输送和排放系统进行数据跟踪，尾矿排放流量可达到1250立方/小时以上，最高排放流量甚至达到1400立方/小时，达到当前选矿流程生产的尾矿处理要求，达到原设定的目标。
        六、结论
        综上所述，寻找系统中的瓶颈环节，并处理瓶颈问题，是提升系统的最精简、最有效策略。通过对尾矿浆浓缩、输送和排放系统中的5个单元进行逐一分析和论证，影响本次系统尾矿排量提高的瓶颈原因是二级泵后的管道由两根合并为一根，管道总截面积变小。通过采取措施解决瓶颈问题，达到了解决系统问题的目的。在一系列多个单元相互联系影响的环节中，寻找到瓶颈问题，对解决系统运行问题和提高系统高效运转具有一定的指导意义，为企业安全生产、提高生产效益和降低成本发挥较大的作用。
        参考文献
        [1]时炜.高浓度尾矿浆体输送技术的应用[J].有色冶金节能,2002,19(5).
        [2]杨盛凯，王洪江，吴爱祥，艾纯明.尾矿高浓度排放技术的发展概况及展望[C].中国安全生产科学技术.2010:6（5）.