高浓度矿浆输送系统设计

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1、总第129期工程设计与研究92010年12月高浓度矿浆输送系统设计张建刚〔摘要〕针对高浓度锌精矿矿浆管道输送问题,在分析锌精矿矿浆特性参数和粒度分布的基础上,介绍了临界流速的确定及计算方法,输送设备选型以及输送系统的优化设计。高浓度锌精矿矿浆输送系统设计合理,操作和维护简单,提高了系统的稳定性和生产连续性,且生产运营成本低。〔关键词〕锌精矿;高浓度矿浆;管道输送;设计随着矿业的发展,高浓度矿浆的输送越浓度、高比重的矿浆管道输送国内还鲜有经来越多的被应用于一些工艺环节中,高浓度验。本文中高浓度矿浆采用管道直接输送,矿浆的长距离管道输送技术以及输送设备等省去了原有流程中的浓

2、缩设备,大大简化了的发展也取得长足的进步。本文中矿浆输送生产流程,使得实际生产中操作更加便捷。是衔接前端磨矿与后段浸出的中间工艺环高浓度锌精矿矿浆输送距离350m,垂节,由于后段浸出工艺要求锌精矿矿浆固体直高差15m,矿浆具体参数见表1,矿浆的粒浓度在70%以上,矿浆比重大,针对如此高级分布见图1。表1锌精矿矿浆特性参数处理量(m3/s)物料细度(μm)质量浓度(%)液固比(R)矿物比重(t/m3)矿浆比重(t/m3)体积浓度(%)0.0035-25,97%703/74.12.12436.3的选择及管道系统的设计及优化。从理论设计及现场优化改造两个方面进行详解。1临界流

3、速的确定在设计矿浆水力输送系统时,临界管径或临界流速是矿浆压力输送水力计算中至关重要的一环。影响临界流速的因素很多,很难找到一种适合于各种矿石性质、浓度、粒度等的临界流速计算公式。尽管如此,在输送距离较近的情况下,可根据矿浆管道输送经图1物料粒度分布验公式计算临界流速。计算临界流速的经验从表1可看出,物料粒度较细,-25μm公式有:杜拉德公式、托马斯公式、克诺罗兹[1]占到97%。物料粒度细虽不容易沉淀,但物公式、尤芬公式等,用于计算低浓度矿浆;料过细会导致矿浆粘度增大,加上锌精矿的用于计算高浓度矿浆的有:乌克兰建工研究比重大,造成输送阻力大。要求对矿浆输送所方法、鞍山

4、矿山设计研究院王绍周方法、费[1～2]的整个系统进行科学的选择,包括输送设备祥俊公式及瓦斯普公式。10工程设计与研究总第129期速会出现降低的现象。早期的计算公式(如克诺罗兹公式、尤芬公式等)都未反应这一重要特征。而大多数的经验公式计算都有其适用的条件,从表1可以看出,物料固体浓度370%,矿浆比重2.124t/m,这种矿浆比重大于乌克兰建工研究所方法的适用范围(dp≤0.5mmρ,k=1.25～1.70),故采用鞍山矿山设计研究院王绍周方法对临界管径进行计算,计算结果见表2。2.312Qk=3.21DL{(ρk-1)/ρk·[(ρg试验材料:铁精矿,dp=0.05mm

5、,ρg=4.35n0.25-ρk)/(ρg-1)]·up}试验管径:1———D206mm;2———D103mm;0.2(u95/up)3———D50mm3式中:Qk———矿浆流量(m/s);图2临界流速与矿浆比重的关系DL———临界管径(m);3图2为输送铁精矿物料时,临界流速与ρk———矿浆相对密度(t/m);[1]3矿浆比重的关系曲线。铁精矿物料的真比ρg———干矿相对密度(t/m);重及细度都与本文所讨论的锌精矿物料有一n———干扰系数,根据计算,n取4.35;定的相似性,故借鉴该临界流速与矿浆比重up———加权平均沉降速度(cm/s),up=关系曲线。从图2可以

6、看出,临界流速起初∑uidi/∑di,任取图1物料粒级是随着矿浆密度的增加(亦浓度的增加)而增分布图中某几组粒度对应的累加,但当矿浆浓度增加到一定的数值时,临界计率,ui为某一粒级的平均沉降流速反而随之降低。分析其原因,当矿浆浓速度(cm/s);di为某一粒级的度达到一定数值(特别是细粒级含量较高)的含量百分数;经计算得up值时,承载物料的载体不再是单纯的水,可以看为1.213。作是含有细粒级悬浮状态的浆体,故临界流通过计算所得,选择DL=0.08m时,流表2王绍周方法计算结果DL(m)DL2.312(ρk-1)/ρk(ρg-ρk)/(ρg-1)nupu95/upQ(m

7、3/s)0.0650.00180.5290.6374.351.2130.07330.00120.080.00290.5290.6374.351.2130.07330.0030.10.00480.5290.6374.351.9130.07330.00503量Q基本上接近0.0035m/s,经综合考性和操作便捷性,还必须考虑生产运行成本。[3]虑,选用89mm×4.5mm的无缝钢管。根据需输送矿浆的特点,可供选择的输送设备有隔膜泵、螺杆泵及蠕动泵等。2设备选择2.1隔膜泵输送管道确定后,接下来就需要对输送隔膜泵的整个工作过程就是一个吸入和设备