introductory

梅山礦業(yè)尾礦全資源化利用工程建成了規(guī)模150 萬 t/a 細粒濕尾的梯級綜合利用生產(chǎn)線，降磷尾礦實現(xiàn)全部處理并綜合利用。2020 年生產(chǎn)原礦 516萬 t、鐵精礦 235 萬 t、硫精礦 8.4 萬 t，生產(chǎn)建筑砂石83 萬 t、機制砂 8.05 萬 t、水泥鐵質(zhì)校正劑 142.4 萬 t；降磷濕尾產(chǎn)出 134.55 萬t并全部利用，降磷濕尾利用率 100%；重選濕尾利用 15.9 萬 t，濕尾利用總量高達150.45 萬 t，濕尾資源利用率達 73.68%，全資源利用率 92.41%。其中，關(guān)鍵設(shè)備是濕式尾礦壓濾系統(tǒng)5 臺過濾面積 600 m2的 MZGFQ600/2000-U 型高效節(jié)能快速壓濾機，用于常規(guī)真空過濾機難以有效脫水的粒度極細尾礦，壓濾濾餅產(chǎn)量 78 萬 t/a，同時排出濾液 56.58 萬 m3。目前，選礦尾礦東區(qū) 3臺壓濾機濾液通過ISGB150-20P管道泵輸送到一級平流池，選礦尾礦西區(qū)2臺壓濾機濾液通過4PNJFB膠泵輸送進入6#、7#φ50 m濃縮機，礦泥均經(jīng)沉降后得到澄清水作為生產(chǎn)用環(huán)水；排出的濾液清水、濁水混合在一起，尚未分離使用，清澈的濾液透明，濁度低于 300 mg/L，pH 值約為 7，不含有毒、有害重金屬，水質(zhì)明顯好于生產(chǎn)循環(huán)水，可回收用于球磨機潤滑冷卻水、渣漿泵水封水、磁選機精礦沖洗水。因此，設(shè)計壓濾機濾液回收工藝方案，實現(xiàn)清水、濁水分別利用，以節(jié)約水資源，降低水耗。

1壓濾機運行指標

1. 1運行工藝目前，梅山尾礦生產(chǎn)工藝流程為降磷尾礦及重選尾礦經(jīng)濃縮后，分別通過泵輸送至尾礦再選廠房高頻直線篩篩分隔渣得到機制細砂；降磷尾礦篩下礦漿送至水力旋流器組分級，旋流器沉砂經(jīng)陶瓷過濾機過濾后得到粗粒尾礦濾餅，旋流器溢流泵送至2#HRC-25 m 高效濃縮池濃縮；重選尾礦篩下礦漿送至 1#HRC-25 m高效濃縮池濃縮，濃縮底流部分送至尾礦庫堆存，部分泵送至降磷尾礦7#濃縮大井與降磷尾礦混合后綜合利用；2#HRC-25 m 高效濃縮池底流部分泵送至西區(qū)壓濾廠房2臺工業(yè)試驗壓濾機壓濾，部分泵送至東區(qū)壓濾廠房3臺壓濾機壓濾，得到細粒壓濾尾礦產(chǎn)品；粗細粒脫水尾礦裝車后外銷作為水泥鐵質(zhì)校正劑原料。

1. 2產(chǎn)量及參數(shù)目前，生產(chǎn)現(xiàn)場有 5臺 HMZG600/2000-U型隔膜壓濾機，其中西區(qū) 2 臺，東區(qū) 3 臺，1 臺壓濾機生產(chǎn) 22板/d，5臺生產(chǎn)110 板/d，產(chǎn)量3 080 t/d。濃度20%左右的尾礦與配制濃度0.1%的聚丙烯酰胺混合，經(jīng)φ25 m 高壓濃密機絮凝沉降濃縮后，底流濃度達 52%～54%，輸送到壓濾機給礦泵池，再經(jīng)渣漿泵輸送給入壓濾機脫水［3］，給礦泵頻率 44～45Hz，進料壓力7～8 kg/cm2，壓榨壓力12.5 kg/cm2，生產(chǎn)1板用時64 min，其中進漿41 min，壓榨、吹風(fēng)、卸料等23 min，得到 86塊規(guī)格 1 900 mm×1 900 mm×47 mm的濾餅。

1. 3濾液量濾餅密度 3.2 g/cm3，濕重 28 t/板，水分 16.5%，扣除水分后干重 23.38 t/板，生產(chǎn) 1 板濾餅需要礦漿質(zhì)量 44.96 t，體積 28.89 m3，礦漿密度 1.556 t/m3，壓濾出的濾液體積為 16.96 m3/板，5臺壓濾機每天產(chǎn)生濾液1 865.6 m3。

1. 4濾液排出壓濾機呈南北向布置，壓濾機東西兩側(cè)布置有 2組南北向 9 900 mm×300 mm×300 mm 的敞開接水槽，壓濾時水從 85 塊濾板兩側(cè)出水，流入接水槽，水向北流動到底部 1 根垂直連接的φ219 mm（10 根）下水管，匯總流入下部 1 根東西向布置的φ219 mm 管，向西自流到廠房西側(cè)，向南拐向落到平臺，給入2臺1開1備管道泵，再向西輸送至容積1 200 m3的平流池沉淀澄清。給礦泵進漿時，φ219 mm礦漿管從壓濾機北側(cè)壓緊板中部φ219 mm 中心孔進入，在壓力下先到達南側(cè)第1塊壓緊板濾板，隨之濾液透過濾布溢出進入接水槽，濾液依次自南向北溢出，自進漿起 60 s內(nèi)濾液渾濁，濾液自濾板東西兩側(cè)底部濾液管溢出，200 s起濾液清澈，由于水槽底部積有礦泥，沖洗流出匯總后渾濁，5 min起完全清澈透明。

2技術(shù)方案技術(shù)方案總體要求是濾液清濁分流，即清澈濾液回收使用，渾濁濾液仍進平流池沉淀，壓濾機濾液回收工藝方案見圖1。

2. 1清濁分流每臺壓濾機 2 組接水槽北側(cè)連通，排水至 1 根φ219 mm 下水管，通過三通連接 2 只電動閘閥，清水用 5只 DN150電動閘閥控制，渾濁水用 5只 DN200電動閘閥控制；從進漿開始5 min內(nèi)，DN200電動閘閥開啟，DN150電動閘閥關(guān)閉，渾濁濾液匯總進入管道泵輸送到現(xiàn)有一級平流池；進漿第 5 min 起，清澈濾液DN150 電動閘閥開啟，DN200 電動閘閥關(guān)閉，匯總進入下部清水池，輸送到φ24 m 濃縮池儲存；每臺壓濾機濾液接水槽北側(cè)設(shè)置1只探頭，便于觀察濾液是否跑渾，操作室內(nèi)通過顯示器視頻監(jiān)控，觀察到濾布破損引起濾液渾濁，人工切換閘閥。

2. 2清水水池清水池位于一樓廠房內(nèi)西側(cè)地坪，壓濾礦倉北側(cè)，壓濾機濾液通過5根φ159 mm管進入φ219 mm匯總管，自流到水池，水池頂部搭設(shè)擋雨棚，防止礦漿和雜物落入池內(nèi)，水池底部用槽鋼墊高120 mm，在東側(cè)安裝排污閘閥可就近排放進地溝泵；水池設(shè)液位計和濾液清水泵聯(lián)動，安裝探頭，視頻監(jiān)控。

2. 3離心泵輸送水池北側(cè)安裝2臺清水離心泵，通過φ108 mm管道向西沿高架橋輸送到閑置的φ24 m濃縮池，從φ24m濃縮池北側(cè)進入池內(nèi)。

2. 4φ24 m濃縮池φ24 m 濃縮池容積 1 300 m3，具備足夠的緩沖能力，使清水進一步澄清，濁度大幅度降低；對底部和溢流堰進行修補，檢查加固土建結(jié)構(gòu)，清理水泥塊和雜物，確保混凝土結(jié)構(gòu)完好，強度穩(wěn)定無滲漏；上方安裝探頭和液位計，方便觀察排水情況；上部溢出水進入溢流堰，經(jīng)南側(cè)φ325 mm管向西自流到球磨冷卻水水罐，φ325 mm管銹蝕破損，有礦泥沉積，需更換長度45 m；濃縮池底部中心處安裝1臺潛水泵，用于定期輸送沉積礦泥，向北輸送到再選廠房西側(cè)2#泵池，經(jīng)泵輸送到2#φ25 m濃縮池，濃縮后再返回壓濾。

3水泵及揚程

3. 1流 量開始進漿起 5 min 內(nèi)，濾布通透無堵塞，極細顆粒容易透過濾布，濾布表面無濾餅黏附，阻力小，在壓力泵作用下，給入礦漿量大，透過濾布出水量大，估計出水量占20%；按照41 min內(nèi)5臺壓濾機同時進漿，清澈濾液最大量為 99.2 m3/h，所以泵選型流量100 m3/h。

3. 2管 路清水池位于壓濾廠房內(nèi)西側(cè)地坪，管線向西輸送到東側(cè)1臺φ24 m濃縮池頂部，1根管總長170 m。

3. 3高 差φ24 m 濃縮池頂部平面標高 33.5 m，壓濾廠房地坪 14.4 m，幾何高差 19.1 m，加上管道出口高度 0.9m，幾何高差20 m。

3. 4揚 程根據(jù)現(xiàn)場輸送條件，自壓濾廠房內(nèi)最底部西側(cè)地坪，管線向西輸送到東側(cè) 1臺φ24m 頂部，1根管路總長166 m，流量100 m3/h，輸出管總長170 m，輸送垂直高差 20 m，考慮管道阻力損失，泵需總揚程計算公式H≥HG+HL。其中，HG為泵幾何高差，20m；HL為吸入管路和壓出管路阻力損失，m；L為管路長度，170 m，總揚程H≥HG+HL=29.9 m，吸出管口剩余壓頭取值 5m，計算總揚程H≥34.9 m。

3. 5電 機泵的軸功率為16.39 kW，電機功率為19.7 kW。

3. 6水 泵選用單級清水離心泵 2 臺，1 用 1 備，IS100-65-200 型泵底座基礎(chǔ)尺寸 1 200 mm×450 mm，流量 100m3/h，揚程50 m，轉(zhuǎn)速2 900 r/min，配用功率22 kW。

3. 7水 池充分利用場地空間，設(shè)計水池規(guī)格為 43.2 m3，可以儲存 25 min 的泵流量，滿足規(guī)范要求的 3～5 min，頂部加蓋擋水棚，防止上部礦漿進入池內(nèi)，確保具有緩沖空間，同時為后續(xù)新建4臺壓濾回收使用同一水池創(chuàng)造條件。

4投資收益

4. 1投資估算具體投資包括 3臺泵、1座泵池、長度 487 m的管路，φ24 m 濃縮池底部和溢流堰修補，水泥塊和雜物清理，φ24 m濃縮池及φ325 mm×10溢流管堵塞腐蝕更新，電氣安裝等。壓濾濾液回收投資估算明細見表1。

4. 2清水水量2021年 5臺壓濾機生產(chǎn)濾餅 78 萬 t，每臺壓濾機扣除水分后的干濾餅 23.38 t，排出濾液 16.96 m3，總排出濾液 56.58 萬 m3，清澈濾液量按 80% 合計為45.26 萬m3，運行7 200 h/a，單位時間流量63 m3/h。

4. 3節(jié)水成本清澈濾液可以減少自來水用量，按照自來水價格的75%計算，可節(jié)約水費61.10 萬元。

4. 4回收水用途目前，浮選分廠階磨階選工藝裝有 7 臺 1230 型重磁拉外磁式磁選機，均使用生產(chǎn)循環(huán)水作為精礦沖洗水，磁選筒體內(nèi)頂部 1 根φ50 mm 鍍鋅水管上部開口5 mm，通過壓力水沖洗筒體吸附的磁性礦，由于環(huán)水含有導(dǎo)爆管等雜物，極易堵塞水管開口，導(dǎo)致出水壓力不足，沖不下精礦，改用回收水后，基本不含雜物，沖洗效率提高，降低了清理堵塞工作量；7臺重磁拉機一般運行 6臺，每臺用水量 50 m3/h，合計300 m3/h，63 m3/h清水量可以滿足1臺重磁拉機使用；同時，12臺球磨機潤滑冷卻水、所有渣漿泵水封水均可使用。

4. 5其他2 臺 22 kW 水泵 1 工 1 備，330 d 運行；15 kW 潛水電泵每月運行 1 次（5 h），全年運行 60 h；用電15.76 萬 kWh，按電價 0.65 元/kWh 計算，電費 10.24萬元。水泵葉輪以及其他材料費 10 萬元/a；每月需檢修維護 20個工時，240個工時/a，150元/工時，合計3.6 萬元。設(shè)備折舊率 10%，9.58 萬元/a；直接經(jīng)濟效益 27.68 萬元/a；投資回收期 3.46 a，收益率 28.9%，投入運行3.46 a可以收回全部投資。

5結(jié) 語

（1）梅山鐵礦尾礦壓濾濾液清濁分流回收工藝方案論證確定，濾液清濁分流輸送，清澈濾液經(jīng)φ24m濃縮池緩沖沉淀提升水質(zhì)，沉淀泥采用潛水泵清理再進流程濃縮壓濾，有利于節(jié)水降耗和生態(tài)環(huán)保。

（2）回收的壓濾清水用于預(yù)選重磁拉機精礦沖洗、球磨機潤滑冷卻、渣漿泵水封用水，提高了設(shè)備運行效率，大幅減少了人工清理堵塞工作量。

（3）壓濾機接水槽底部易沉積黏細礦泥，需及時清理進入濁水，消除礦泥對清水質(zhì)的不利影響，確保生產(chǎn)順行。

（4）使用閑置濃縮池緩沖沉降時間，使回收水進一步澄清，濁度大幅降低。

（5）該項目技術(shù)經(jīng)濟可行，總投資 95.79 萬元，每年可回收壓濾清水 45.26 萬 m3，直接經(jīng)濟效益 27.68萬元，投資收益率 28.9%，3.46 a 可收回投資，為后續(xù)壓濾擴建提供了可靠支撐，可為冶金礦山行業(yè)清水、濁水分離回收利用提供重要借鑒。

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