某金矿选矿厂浓密机改造

赵卫忠

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：Agoldminetailingsthickenerconcentratetobeineffective,thelowertheoverflowofwater,tailingsdeliverytotheproblemofhighpowerconsumptionofastudybyengineeringcalculationstodetermineareasonablepumpandpiping,effectivesolutiontotheequipmentandtheproductiondoesnotmatchtheproblem,wereceivedabettereconomicandsocialbenefits.

Keywords：thickener;overflowofwater;concentration;powerconsumption

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50m，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=4Q/（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=1.09m/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240m3/h，扬程30m。

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&pide;25%-2600&pide;30%）/24=72.22m3/h

改造后尾矿浓密机溢流水量：

Q2=（2600&pide;25%-2600&pide;40%）/24=162.5m3/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&pide;2.65+2600&pide;30%-2600）/24=293.66m3/h

改造后尾矿浓密机底流矿浆量：

Q4=（2600&pide;2.65+2600&pide;40%-2600）/24=203.38m3/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。