铁矿选矿厂尾矿系统节能降耗优化设计范文

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摘要：简述铁矿选矿厂尾矿浓缩及输送存在的问题，结合铁尾矿浆的特点，经过分析计算提出优化建议和优化后经济效益。

关键词：铁矿选矿厂；尾矿系统；节能降耗

0引言

某铁矿选矿厂有两个选矿车间，一选车间尾矿干矿量约占总尾矿干矿量的70％以上。一选车间排出的尾矿浆进入浓缩池浓缩，底流矿浆经渣浆泵加压输送至尾矿泵站吸浆槽，槽内矿浆经尾矿泵加压输送至尾矿库。尾矿泵为Ⅱ级串联运行，由于尾矿浆重量浓度偏低，导致尾矿泵输送量大，耗能显著。因此，设计拟对尾矿浆浓缩系统进行优化设计，达到尾矿浆浓缩和输送节能降耗的目的。

1工艺设计基础资料

1）一、二选车间年生产铁尾矿干矿量依次为790万t和210万t；

2）尾矿固体密度ρs＝2800kg／m3；

3）一选车间尾矿浆采用5台Φ53m浓缩池，每台浓缩池配套两台（－工－备）150ZJ－A60型底流渣浆泵（配套8极电机，功率55kW，变频调速），底流矿浆重量浓度Cw＝38％，渣浆泵所需扬程约20m；

4）二选车间尾矿浓缩池底流矿浆浓度Cw＝45％；

5）尾矿泵站内设8台（两台串联为1组，两组工作，两组备用）250ZJ－Ⅱ－A96型渣浆泵（配套8极电机，功率900kW，Ⅱ级泵变频调速），矿浆重量浓度Cw＝39％，渣浆泵所需总扬程约180m；

6）尾矿输送管道采用D630×10钢管。

2工艺设计参数核算

———尾矿浓缩系统设计参数核算。结合现场运行经验，渣浆泵转速低于590r／min会出现泵吸口处堵塞现象，导致渣浆泵吸口过流面积减小，电耗增大，而且渣浆泵流量受控，出现“流量最大化，不能再度提高”的现象。因此，按照渣浆泵转速等于590r／min选取性能参数。查阅150ZJ－A60型渣浆泵性能曲线：渣浆泵转速等于590r／min时，Q＝400m3／h，H＝20m，η＝75％。单台渣浆泵配套电机实际运行功率P＝38．5kW。———尾矿输送系统设计参数核算。查阅250ZJ－Ⅱ－A103型渣浆泵性能曲线：工频转速下，Q＝1225m3／h，H＝104．3m，η＝72％。因此，Ⅱ级泵所需扬程为75．7m，对应的转速为630r／min，η＝73．5％。经计算，尾矿输送水力坡降i＝0．0065m矿浆柱／m。每组尾矿泵配套电机实际运行功率：Ⅰ级泵P＝639．5kW，Ⅱ级泵P＝454．5kW。

3优化设计方案

———尾矿浓缩系统优化设计方案。设计拟将5台Φ53m尾矿浓缩池底流矿浆重量浓度提高至45％，将底流渣浆泵泵头更换为150ZJ－A50。浓缩池底流矿浆浓度提高后，单台底流渣浆泵运行参数：Q＝320m3／h，H＝19．5m，n＝700r／min，η＝75．5％，配套电机实际运行功率P＝31．5kW。———尾矿输送系统优化设计方案。设计拟将尾矿泵泵头更换为250ZJ－Ⅱ－A96型。浓缩池底流矿浆浓度提高后，进入尾矿泵站吸浆槽的矿浆量降至1995m3／h，综合浓度提高至45％（忽略轴封水对矿浆浓度的影响），经计算尾矿输送水力坡降i＝0．005m矿浆柱／m。尾矿Ⅰ级泵运行参数：Q＝1020m3／h，H＝91m，n＝730r／min，η＝72％，配套电机实际运行功率P＝494kW；Ⅱ级泵运行参数：Q＝1020m3／h，H＝65m，n＝620r／min，η＝75％，配套电机实际运行功率P＝339kW。———现有尾矿输送管校核。现有尾矿输送管D630×10钢管在通过矿浆体积量1995m3／h时，运行流速v＝1．90m／s，大于临界淤积流速，且有一定的安全余量，安全可靠。

4能耗分析

———尾矿浓缩系统能耗分析。优化设计后，尾矿浓缩池底流渣浆泵实际运行功率减少5×（38．5－31．5）＝35kW，年节省电费（按0．64元／度计算）35×24×365×0．64≈20万元。———尾矿输送系统能耗分析。优化设计后，尾矿泵实际运行功率减少2×（639．5－494＋454．5－339）＝522kW，年节省电费（按0．64元／度计算）522×24×365×0．64≈293万元。———综合能耗计算。整个尾矿系统年节省电费20＋293＝313万元。

5结语

选矿厂尾矿浆高浓度管道输送是最为经济的输送方式。合理选择矿浆浓度可降低尾矿浓缩池底流矿浆泵和尾矿输送渣浆泵运行功率，可减小尾矿输送管道和回水管道口径及管道附件，同时可减小尾矿泵站设计规模。优化设计依据目前选矿厂尾矿浆输送经验，结合铁矿选矿厂特点，经过分析选择合适的矿浆输送浓度，达到了节能降耗的目的。

作者：肖祖容1；陈建利2 单位：1．攀钢集团矿业设计研究院，2．鞍钢集团矿业设计研究院有限公司