鐵礦選礦廠尾礦系統節能降耗優化設計范文

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摘要：簡述鐵礦選礦廠尾礦濃縮及輸送存在的問題，結合鐵尾礦漿的特點，經過分析計算提出優化建議和優化后經濟效益。

關鍵詞：鐵礦選礦廠；尾礦系統；節能降耗

0引言

某鐵礦選礦廠有兩個選礦車間，一選車間尾礦干礦量約占總尾礦干礦量的70％以上。一選車間排出的尾礦漿進入濃縮池濃縮，底流礦漿經渣漿泵加壓輸送至尾礦泵站吸漿槽，槽內礦漿經尾礦泵加壓輸送至尾礦庫。尾礦泵為Ⅱ級串聯運行，由于尾礦漿重量濃度偏低，導致尾礦泵輸送量大，耗能顯著。因此，設計擬對尾礦漿濃縮系統進行優化設計，達到尾礦漿濃縮和輸送節能降耗的目的。

1工藝設計基礎資料

1）一、二選車間年生產鐵尾礦干礦量依次為790萬t和210萬t；

2）尾礦固體密度ρs＝2800kg／m3；

3）一選車間尾礦漿采用5臺Φ53m濃縮池，每臺濃縮池配套兩臺（－工－備）150ZJ－A60型底流渣漿泵（配套8極電機，功率55kW，變頻調速），底流礦漿重量濃度Cw＝38％，渣漿泵所需揚程約20m；

4）二選車間尾礦濃縮池底流礦漿濃度Cw＝45％；

5）尾礦泵站內設8臺（兩臺串聯為1組，兩組工作，兩組備用）250ZJ－Ⅱ－A96型渣漿泵（配套8極電機，功率900kW，Ⅱ級泵變頻調速），礦漿重量濃度Cw＝39％，渣漿泵所需總揚程約180m；

6）尾礦輸送管道采用D630×10鋼管。

2工藝設計參數核算

———尾礦濃縮系統設計參數核算。結合現場運行經驗，渣漿泵轉速低于590r／min會出現泵吸口處堵塞現象，導致渣漿泵吸口過流面積減小，電耗增大，而且渣漿泵流量受控，出現“流量最大化，不能再度提高”的現象。因此，按照渣漿泵轉速等于590r／min選取性能參數。查閱150ZJ－A60型渣漿泵性能曲線：渣漿泵轉速等于590r／min時，Q＝400m3／h，H＝20m，η＝75％。單臺渣漿泵配套電機實際運行功率P＝38．5kW。———尾礦輸送系統設計參數核算。查閱250ZJ－Ⅱ－A103型渣漿泵性能曲線：工頻轉速下，Q＝1225m3／h，H＝104．3m，η＝72％。因此，Ⅱ級泵所需揚程為75．7m，對應的轉速為630r／min，η＝73．5％。經計算，尾礦輸送水力坡降i＝0．0065m礦漿柱／m。每組尾礦泵配套電機實際運行功率：Ⅰ級泵P＝639．5kW，Ⅱ級泵P＝454．5kW。

3優化設計方案

———尾礦濃縮系統優化設計方案。設計擬將5臺Φ53m尾礦濃縮池底流礦漿重量濃度提高至45％，將底流渣漿泵泵頭更換為150ZJ－A50。濃縮池底流礦漿濃度提高后，單臺底流渣漿泵運行參數：Q＝320m3／h，H＝19．5m，n＝700r／min，η＝75．5％，配套電機實際運行功率P＝31．5kW。———尾礦輸送系統優化設計方案。設計擬將尾礦泵泵頭更換為250ZJ－Ⅱ－A96型。濃縮池底流礦漿濃度提高后，進入尾礦泵站吸漿槽的礦漿量降至1995m3／h，綜合濃度提高至45％（忽略軸封水對礦漿濃度的影響），經計算尾礦輸送水力坡降i＝0．005m礦漿柱／m。尾礦Ⅰ級泵運行參數：Q＝1020m3／h，H＝91m，n＝730r／min，η＝72％，配套電機實際運行功率P＝494kW；Ⅱ級泵運行參數：Q＝1020m3／h，H＝65m，n＝620r／min，η＝75％，配套電機實際運行功率P＝339kW。———現有尾礦輸送管校核。現有尾礦輸送管D630×10鋼管在通過礦漿體積量1995m3／h時，運行流速v＝1．90m／s，大于臨界淤積流速，且有一定的安全余量，安全可靠。

4能耗分析

———尾礦濃縮系統能耗分析。優化設計后，尾礦濃縮池底流渣漿泵實際運行功率減少5×（38．5－31．5）＝35kW，年節省電費（按0．64元／度計算）35×24×365×0．64≈20萬元。———尾礦輸送系統能耗分析。優化設計后，尾礦泵實際運行功率減少2×（639．5－494＋454．5－339）＝522kW，年節省電費（按0．64元／度計算）522×24×365×0．64≈293萬元。———綜合能耗計算。整個尾礦系統年節省電費20＋293＝313萬元。

5結語

選礦廠尾礦漿高濃度管道輸送是最為經濟的輸送方式。合理選擇礦漿濃度可降低尾礦濃縮池底流礦漿泵和尾礦輸送渣漿泵運行功率，可減小尾礦輸送管道和回水管道口徑及管道附件，同時可減小尾礦泵站設計規模。優化設計依據目前選礦廠尾礦漿輸送經驗，結合鐵礦選礦廠特點，經過分析選擇合適的礦漿輸送濃度，達到了節能降耗的目的。

作者：肖祖容1；陳建利2 單位：1．攀鋼集團礦業設計研究院，2．鞍鋼集團礦業設計研究院有限公司