山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 山东 莱州 261441
摘要：某金矿选矿厂对尾矿浓密机浓缩效果差、溢流水量较低、向尾矿库输送电耗偏高的问题展开研究，通过工程计算确定了合理的输送泵及管路，有效解决了设备与生产不匹配的问题，收到了较好的经济效益。
关键词：浓密机；溢流水量；浓度；电耗
Abstract：A gold mine tailings thickener concentrate to be ineffective, the lower the overflow of water, tailings delivery to the problem of high power consumption of a study by engineering calculations to determine a reasonable pump and piping, effective solution to the equipment and the production does not match the problem, we received a better economic and social benefits.
Keywords：thickener; overflow of water; concentration; power consumption
某金矿选矿厂生产工艺由破碎、磨矿、浮选、排尾四部分组成，其排尾作业处理能力约为6500t/d。正常生产情况下，浮选尾矿通过渣浆泵输送至尾矿搅拌桶后，再经充填泵分别输送至中矿区、东矿区、西矿区充填站；尾矿在充填站内经旋流器分级后，粗颗粒用于井下充填，细颗粒返回选矿厂尾矿浓密机，其充填用砂率为60%；回流尾矿经浓密机浓缩后，泵送至搅拌桶，再经油隔离泥浆泵输送至尾矿库；尾矿浓密机溢流水返回生产水池。尾矿输送工艺流程见图1。
图1 选矿厂尾矿输送流程图
1 存在问题
尾矿浓密机对充填回流矿浆进行浓缩是该金矿选矿生产的重要环节，此环节不能正常运行，对选厂尾矿输送、循环水量控制均带来很大难题。由于该浓密机原底流渣浆泵流量为342.9m3/h,扬程25m，渣浆泵至尾矿搅拌桶管路为273×12mm管路。在现有生产情况下，底流渣浆泵的流量偏大，扬程偏低，输送管路较粗，生产调节能力较小，进入浓密机的矿浆来不及浓缩就被底流泵排出，设备只能发挥一个缓冲池的作用。浓缩层不能获得较高的浓度，向尾矿库输送的矿浆浓度较低，矿浆量较大，进而导致输送能耗居高不下。同时，浓密机不能产生均匀、连续的溢流水，也给选矿生产用水造成了沉重负担。
2 改造基础数据
该金矿选矿厂向各矿区充填矿量分配为主矿区4000t/d，东矿区1700t/d，西矿区800t/d，三矿区充填回流矿浆均返回尾矿浓密机。按充填用砂量60%计算，进入尾矿浓密机溢流砂量为2600t/d。回流矿浆浓度为25.0%，改造前尾矿浓密机底流矿浆浓度为30.0%，改造完成后要求底流矿浆浓度达到40.0%以上，矿浆流量保证在203.38/m3/h以下。
3 工程计算
3.1管路计算
该浓密机底流矿浆输送管路选用内径200mm无缝钢管，根据现场测量，该管路长度为50 m，弯头4个。
流速计算：根据设计目标流量Q=203.38m3/h，有
流速V=Q/A=4 Q /（3600π×D2）
=4×178.87/3.14/0.2/0.2/3600
=1.80m/s
临界流速应用杜拉德公式计算：
VL=FL[2gD(ρ0-ρ1)/ρ1]0.5
VL —矿浆临界流速，m/s；
D —管路内径，200mm；
g —重力加速度，9.81m/s2；
ρ0 —矿石密度，2.65t/m3
ρ1—矿浆密度，1.33t/m3；
FL —与中值粒径d50、矿浆固体体积浓度CV等有关的速度系数，查表取值为0.55。
VL=0.55[2×9.81×0.2×(2.65-1.33)/1.33]0.5
VL=1.09 m/s
通过计算确定实际流速大于临界流速，所以，用内径200mm管路是符合要求的。
3.2输送泵计算
根据公式 Hj≥（H+Li）ρ0/ρ1+h
Hj—总扬程，m；
H—地形压水高度，经测算为15m；
L—直管、弯头阻力损失折合为直管长度之和，m；
管中沿程损失与局部损失计算：
直管长度50m，管线中有4个90度弯头，其当量长度查表为15m，则：
L=（50+4×15）=110m
i——管道清水阻力损失，查表取22.89×10-3；
h——剩余压头，取0m。
Hj≥（15+110×22.89×10-3）×1.33/1
Hj≥23.30m
根据上述计算，考虑到生产波动，泵的扬程及流量计入20%富余量，则输送泵选型要求：流量240 m3/h，扬程30 m。
4 改造效果
4.1浓密机溢流水量
改造前尾矿浓密机溢流水量：
Q1=（2600÷25%-2600÷30%）/24=72.22 m3/h
改造后尾矿浓密机溢流水量：
Q2=（2600÷25%-2600÷40%）/24=162.5 m3/h
根据以上计算可知，改造完成后该浓密机溢流水量增加1倍以上。
4.2底流矿浆量
改造前尾矿浓密机底流矿浆量：
Q3=（2600÷2.65+2600÷30%-2600）/24=293.66 m3/h
改造后尾矿浓密机底流矿浆量：
Q4=（2600÷2.65+2600÷40%-2600）/24=203.38 m3/h
根据计算可知，改造完成后该浓密机底流矿浆量减少了30%。生产统计显示，尾矿库油隔离泥浆泵运行电流由原来490A下降至370A，根据设备运行功率计算 公式/1000
式中，P——设备运行功率，kw；
U——设备运行电压，V；
I——设备运行电流，A；
cosΦ——设备功率因数，取0.9。
计算该泵运行功率变化，可知改造前后其实际运行功率减少71.08kw，按照该泵每天运行24小时，年运行330天，可得其年减少电耗：
W=71.08×24×330=56.3万度
5 效益分析
改造完成后，尾矿浓密机底流矿浆浓度提高，尾矿库油隔离泥浆泵输送矿浆量大幅减少，年可节省电耗56.3万度。按照该矿用电平均价格0.72元/度进行计算，可知改造直接创造效益40.54万元。同时，改造完成后，减少了各矿区井下水的供应量，缓解了井下供水负担，间接减少了井下、井上供水设备的电耗以及磨损率，为该矿山选矿用水方面节省了一定运行费用。
论文作者:赵卫忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
标签：矿浆论文; 尾矿论文; 浓密论文; 管路论文; 矿区论文; 浓度论文; 水量论文; 《防护工程》2018年第22期论文;