淺議選礦廠水系統優化設計探討-以金礦場為例

■陳波華

（江西金山礦業有限公司 江西上饒334200）

淺議選礦廠水系統優化設計探討-以金礦場為例

■陳波華

（江西金山礦業有限公司 江西上饒334200）

近年來，選礦廠水系統的優選受到有關學者的關注。金選礦廠屬于高水耗行業，對水系統進行優化設計，不僅可以提高水資源重復利用率、降低水耗成本，而且可以減輕對環境的污染。介紹了選礦各生產單元的用水水質要求，根據用水水質對給水系統進行了劃分，并探討了選礦廠節水措施。

金選礦廠水量平衡水系統優化零排放

金選礦廠屬于高水耗行業，選礦過程中每噸原礦耗水量可達10m3以上［1］。我國南方地區很多有礦藏的地方嚴重缺水，生產用水需要遠距離輸送［2］。水資源短缺和高成本輸水方式嚴重制約了南方地區金選礦企業的發展。如何提高水的綜合利用率，高效利用有限的水資源，成為各企業的重要研究課題。本文根據金選礦企業的用水特點，從選礦廠水系統優化設計入手，就分質供水、廢水回用、減少水資源的消耗及雨水的收集等方面進行探討。

1　選礦廠水系統

為滿足選礦廠生產工藝用水要求，提高水的綜合利用率，選礦廠水系統設計需要精細化，做到“高水（高品質）高用，低水（低品質）低用”，不隨意外排。根據選礦企業生產工藝和用水水質要求，給水系統可細分為生產消防水系統、凈環水系統、冷卻水系統、生活用水系統。生產消防水系統為廠區生產水源水，SS的質量濃度不大于50mg/L，主要用于選礦廠生產消防系統、凈環水系統補充水、軟化或除鹽水制備的原水。凈環水系統為中礦、精礦、尾礦濃縮池溢流水以及車間排出的生產廢水經過澄清處理后的出水，SS的質量濃度不大于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，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，當水中濁度較高時容易發生噴頭堵塞現象，所以除塵用水一般選用水質較好的生產新水。車間地坪清洗一般用凈環水即可滿足要求。破碎設備及皮帶機傳動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，是選礦廠的主要用水單元，磨礦部分對水質要求不高，選礦廠中礦及尾礦濃縮池溢流水均可滿足磨礦用水需求，但濁度太高會造成后段選別泥化現象。選別部分對用水有一定要求，濁度太高會加速選別系統的泥化現象，浪費浮選藥劑，增大浮選難度，降低精礦品位。設計考慮磨礦及選別均同時供給凈環水。浮選工藝對絮凝劑比較敏感，影響精礦與脈石的分離效果，需要控制凈環水給水水質的殘留聚丙烯酰胺量［3］。

3　選礦廠水量平衡設計

選礦廠水量平衡遵循零排放的原則，提高水的循環利用率。某300萬t/a原礦選礦廠的水量平衡設計。

選礦廠原礦規模為300萬t/a，精礦產量為121.19萬t/a，產出精礦壓濾后外運，尾礦采用高濃度排放方式。水平衡計算精礦含水率按10%考慮損失；冷卻水系統冷卻塔考慮風吹及蒸發損耗按3%計算；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%設計，尾礦庫回水率為70%。計算選礦廠總用水量為3165m3/h，循環水量為3060m3/h，新水補充量為148m3/h，原礦耗水量為8.36m3/t，循環水利用率達到96.68%，明顯高于金礦采選行業清潔生產一級標準［4］。

4　節水優化措施

4.1回收所有生產排水

選礦廠車間眾多，每個車間都有不同性質的排水，包括所有生產性車間地坪沖洗排水、軟化水處理過程產生的廢水、冷卻水系統冷卻塔排污水等。廢水均自流進入回收管道，統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，直接進入廢水回收管道容易造成管道淤積，根據生產性實踐，可首先經室外設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構，防止廢水回收過程中出現滲漏損失。

4.2降低尾礦處理過程的水損失

選礦廠尾礦需要最終送至尾礦庫儲存，由于滲漏蒸發等因素，尾礦帶走的水分會大量損失。我國南方尾礦庫蒸發比較嚴重，若尾礦庫設計不合理，每年將會有一段時間無水可回，形成枯水期［2］。控制尾礦處理環節帶走的水量在節水優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。深錐高效濃密機的占地面積小，底流質量分數可達到70%以上，正常情況下溢流水中SS的質量濃度小于500mg/L。目前礦山應用較多的國外進口濃密機有Outotec（奧圖泰）、West-tech（西方技術）等，國內淮北礦機、長沙院等改進型的高效濃密機也有不錯的效果，如包鋼巴潤選礦廠尾礦一次濃縮采用西方技術高效濃密機、太鋼俄口金礦采用奧圖泰高效濃密機，濃縮效果都比較穩定，溢流水中SS的質量濃度基本在200mg/L以下，底流質量分數控制在50%左右；包鋼巴潤選礦廠二次濃縮選用西方技術深錐濃密機，底流質量分數控制在69%左右，溢流水中SS的質量濃度小于400mg/L。條件允許情況下，尾礦處理還可采用干排措施，尾礦經濃縮后進入壓濾機，壓濾采用帶式壓濾機或板框壓濾機。

5　結語

選礦廠水系統設計是較復雜的系統工程，不僅要滿足工藝專業不同水質的用水需求，還要滿足環保審批以及節水指標要求，這使得給排水專業設計人員應根據實際的工程概況具體分析，積極消化吸收新工藝、新技術，優化系統設計，提高水資源重復利用率，為建設綠色礦山、集約型社會努力。

［1］中國冶金礦山企業協會.黑色冶金礦山統計年報（2010年） ［R］.北京：中國冶金礦山企業協會，2011.

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

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

［4］HJ/T294-2006，清潔生產標準金礦采選業［S］.

TL353+.2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-377-1