淺議選礦廠水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討-以金礦場(chǎng)為例

■陳波華

（江西金山礦業(yè)有限公司 江西上饒334200）

淺議選礦廠水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討-以金礦場(chǎng)為例

■陳波華

（江西金山礦業(yè)有限公司 江西上饒334200）

近年來(lái)，選礦廠水系統(tǒng)的優(yōu)選受到有關(guān)學(xué)者的關(guān)注。金選礦廠屬于高水耗行業(yè)，對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅可以提高水資源重復(fù)利用率、降低水耗成本，而且可以減輕對(duì)環(huán)境的污染。介紹了選礦各生產(chǎn)單元的用水水質(zhì)要求，根據(jù)用水水質(zhì)對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行了劃分，并探討了選礦廠節(jié)水措施。

金選礦廠水量平衡水系統(tǒng)優(yōu)化零排放

金選礦廠屬于高水耗行業(yè)，選礦過(guò)程中每噸原礦耗水量可達(dá)10m3以上［1］。我國(guó)南方地區(qū)很多有礦藏的地方嚴(yán)重缺水，生產(chǎn)用水需要遠(yuǎn)距離輸送［2］。水資源短缺和高成本輸水方式嚴(yán)重制約了南方地區(qū)金選礦企業(yè)的發(fā)展。如何提高水的綜合利用率，高效利用有限的水資源，成為各企業(yè)的重要研究課題。本文根據(jù)金選礦企業(yè)的用水特點(diǎn)，從選礦廠水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)入手，就分質(zhì)供水、廢水回用、減少水資源的消耗及雨水的收集等方面進(jìn)行探討。

1　選礦廠水系統(tǒng)

為滿足選礦廠生產(chǎn)工藝用水要求，提高水的綜合利用率，選礦廠水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要精細(xì)化，做到“高水（高品質(zhì)）高用，低水（低品質(zhì)）低用”，不隨意外排。根據(jù)選礦企業(yè)生產(chǎn)工藝和用水水質(zhì)要求，給水系統(tǒng)可細(xì)分為生產(chǎn)消防水系統(tǒng)、凈環(huán)水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、生活用水系統(tǒng)。生產(chǎn)消防水系統(tǒng)為廠區(qū)生產(chǎn)水源水，SS的質(zhì)量濃度不大于50mg/L，主要用于選礦廠生產(chǎn)消防系統(tǒng)、凈環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水、軟化或除鹽水制備的原水。凈環(huán)水系統(tǒng)為中礦、精礦、尾礦濃縮池溢流水以及車間排出的生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)澄清處理后的出水，SS的質(zhì)量濃度不大于200mg/L。

2　選礦工藝用水的選擇

選礦工藝流程主要為破碎、篩分、磨礦、選別、精礦/尾礦。破碎篩分部分一般為干式作業(yè)，用水主要為濕式除塵用水、車間地坪清洗以及少量的冷卻水。濕式除塵一般選用霧化除塵器或者噴水花管直接在礦石下料口加濕，當(dāng)水中濁度較高時(shí)容易發(fā)生噴頭堵塞現(xiàn)象，所以除塵用水一般選用水質(zhì)較好的生產(chǎn)新水。車間地坪清洗一般用凈環(huán)水即可滿足要求。破碎設(shè)備及皮帶機(jī)傳動(dòng)冷卻一般為封閉式冷卻，用水選用軟化水，冷卻后水量利用供水余壓回收。磨礦選別部分一般為濕式作業(yè)，是選礦廠的主要用水單元，磨礦部分對(duì)水質(zhì)要求不高，選礦廠中礦及尾礦濃縮池溢流水均可滿足磨礦用水需求，但濁度太高會(huì)造成后段選別泥化現(xiàn)象。選別部分對(duì)用水有一定要求，濁度太高會(huì)加速選別系統(tǒng)的泥化現(xiàn)象，浪費(fèi)浮選藥劑，增大浮選難度，降低精礦品位。設(shè)計(jì)考慮磨礦及選別均同時(shí)供給凈環(huán)水。浮選工藝對(duì)絮凝劑比較敏感，影響精礦與脈石的分離效果，需要控制凈環(huán)水給水水質(zhì)的殘留聚丙烯酰胺量［3］。

3　選礦廠水量平衡設(shè)計(jì)

選礦廠水量平衡遵循零排放的原則，提高水的循環(huán)利用率。某300萬(wàn)t/a原礦選礦廠的水量平衡設(shè)計(jì)。

選礦廠原礦規(guī)模為300萬(wàn)t/a，精礦產(chǎn)量為121.19萬(wàn)t/a，產(chǎn)出精礦壓濾后外運(yùn)，尾礦采用高濃度排放方式。水平衡計(jì)算精礦含水率按10%考慮損失；冷卻水系統(tǒng)冷卻塔考慮風(fēng)吹及蒸發(fā)損耗按3%計(jì)算；破碎車間除塵部分由于用于礦物加濕，較大部分水量難以回收，損失較大；尾礦濃縮后輸送濃度按50%設(shè)計(jì)，尾礦庫(kù)回水率為70%。計(jì)算選礦廠總用水量為3165m3/h，循環(huán)水量為3060m3/h，新水補(bǔ)充量為148m3/h，原礦耗水量為8.36m3/t，循環(huán)水利用率達(dá)到96.68%，明顯高于金礦采選行業(yè)清潔生產(chǎn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［4］。

4　節(jié)水優(yōu)化措施

4.1回收所有生產(chǎn)排水

選礦廠車間眾多，每個(gè)車間都有不同性質(zhì)的排水，包括所有生產(chǎn)性車間地坪沖洗排水、軟化水處理過(guò)程產(chǎn)生的廢水、冷卻水系統(tǒng)冷卻塔排污水等。廢水均自流進(jìn)入回收管道，統(tǒng)一收集后待澄清處理。車間地坪沖洗廢水由于含有大量的泥砂，直接進(jìn)入廢水回收管道容易造成管道淤積，根據(jù)生產(chǎn)性實(shí)踐，可首先經(jīng)室外設(shè)置的小型沉淀池初步處理，然后再排入廢水回收管道。廢水回收系統(tǒng)采用水力條件及密閉性較好的塑料管道，檢查井采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，防止廢水回收過(guò)程中出現(xiàn)滲漏損失。

4.2降低尾礦處理過(guò)程的水損失

選礦廠尾礦需要最終送至尾礦庫(kù)儲(chǔ)存，由于滲漏蒸發(fā)等因素，尾礦帶走的水分會(huì)大量損失。我國(guó)南方尾礦庫(kù)蒸發(fā)比較嚴(yán)重，若尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)不合理，每年將會(huì)有一段時(shí)間無(wú)水可回，形成枯水期［2］?？刂莆驳V處理環(huán)節(jié)帶走的水量在節(jié)水優(yōu)化方面就顯得尤其重要。尾礦處理方案較多，可采用高濃度排放或尾礦壓濾干排等。深錐高效濃密機(jī)的占地面積小，底流質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到70%以上，正常情況下溢流水中SS的質(zhì)量濃度小于500mg/L。目前礦山應(yīng)用較多的國(guó)外進(jìn)口濃密機(jī)有Outotec（奧圖泰）、West-tech（西方技術(shù)）等，國(guó)內(nèi)淮北礦機(jī)、長(zhǎng)沙院等改進(jìn)型的高效濃密機(jī)也有不錯(cuò)的效果，如包鋼巴潤(rùn)選礦廠尾礦一次濃縮采用西方技術(shù)高效濃密機(jī)、太鋼俄口金礦采用奧圖泰高效濃密機(jī)，濃縮效果都比較穩(wěn)定，溢流水中SS的質(zhì)量濃度基本在200mg/L以下，底流質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在50%左右；包鋼巴潤(rùn)選礦廠二次濃縮選用西方技術(shù)深錐濃密機(jī)，底流質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在69%左右，溢流水中SS的質(zhì)量濃度小于400mg/L。條件允許情況下，尾礦處理還可采用干排措施，尾礦經(jīng)濃縮后進(jìn)入壓濾機(jī)，壓濾采用帶式壓濾機(jī)或板框壓濾機(jī)。

5　結(jié)語(yǔ)

選礦廠水系統(tǒng)設(shè)計(jì)是較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅要滿足工藝專業(yè)不同水質(zhì)的用水需求，還要滿足環(huán)保審批以及節(jié)水指標(biāo)要求，這使得給排水專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工程概況具體分析，積極消化吸收新工藝、新技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高水資源重復(fù)利用率，為建設(shè)綠色礦山、集約型社會(huì)努力。

［1］中國(guó)冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì).黑色冶金礦山統(tǒng)計(jì)年報(bào)（2010年） ［R］.北京：中國(guó)冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)，2011.

［2］王海濱.雅滿蘇金礦選礦供水系統(tǒng)節(jié)水新措施及實(shí)踐［J］.金屬礦山，2008，（S0）：462-464.

［3］胡立嵩，羅廉明.水質(zhì)對(duì)大冶金礦選礦廠浮選指標(biāo)的影響［J］.有色金屬（選礦部分），2004，（3）：29-33.

［4］HJ/T294-2006，清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)金礦采選業(yè)［S］.

TL353+.2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-377-1