某红土镍矿长距离矿浆管道输送工程的浓度方案研究

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1、2013年10月第5期周积果等：某红土镍矿长距离矿浆管道输送工程的浓度方案研究·7·某红土镍矿长距离矿浆管道输送工程的浓度方案研究周积果，时炜，岑建，刘德忠(中国恩菲工程技术有限公司，北京100038)『摘要1本文对某红土镍矿长距离矿浆管道输送工程的小型静态试验和半工业性矿浆环管试验进行了简要叙述，同时分析了红土镍矿的浆体特性，确定了长距离矿浆管道紊流输送的设计原则，并结合工艺条件和管线地形，对该长距离矿浆管道输送系统的工艺方案进行技术经济分析，确定了管道输送浓度。本文为红土镍矿长距离矿浆管道输送工程矿浆重量浓度的研究提供参考。[关键词】红土镍矿

2、；长距离矿浆管道；重量浓度；矿浆流变特性[中图分类号】TF815【文献标识码】B【文章编号]1672—6103(2013)05—0007—040前言残积矿不同比例超过10个试样进行了小型静态试验和矿浆环管试验。本文对颗粒分析试验、矿浆流大宗粒状物料管道输送现已发展成一种技术可变试验和矿浆环管试验进行了分析研究。靠、经济性好的运输方式，在一些行业得到了广泛应1．1颗粒分析试验用。贵州瓮福磷精矿管道工程、山西太钢尖山铁精该项目红土镍矿的电子显微镜照片见图1。矿管道工程和云南昆钢大红山铁精矿管道工程是国内长距离矿浆管道输送工程的典型实例。而由中国恩菲工

3、程技术有限公司组织设计的某镍红土矿长距离矿浆管道输送工程，是世界上第一条投入运行的镍红土矿长距离矿浆管道输送工程，管道总长约135km，管道内径610mm。对于长距离矿浆管道输送工程的设计，管道输送浓度是一个重要参数，它不仅决定着管道的运行安全，而且决定着管道建设的投资和运行成本等。图1红土镍矿颗粒电子显微镜照片管道输送浓度的设计比较复杂，是一个综合性的技术经济问题。将该镍红土矿与中国贵州瓮福磷精矿、山西太钢尖山铁精矿和云南昆钢大红山铁精矿的粒度分布1红土镍矿特性分析进行对比，见图2。该项目镍红土矿含有褐铁矿和残积矿两种，为分析图1和图2可知：该

4、镍红土矿的颗粒非常了测定该镍红土矿的物理特性，确定合适的输送浓细，比表面积大，活性高，颗粒形状极不规则，细小颗度、输送流速、管径和摩阻损失，为设计提供依据，使粒呈针状，所含水份不宜离析出来，难于浓缩、沉淀，该镍红土矿长距离矿浆管道输送工程技术可靠、投矿浆不容易发生颗粒沉积。资合理、运行经济，对不同矿体矿样分别按褐铁矿：1．2矿浆流变试验对各种试样在添加絮凝剂和未添加絮凝剂情况[作者简介]周积果(198O一)，男，黑龙江人，高级工程师，从事尾矿下进行了矿浆流变试验，得出两种具有代表性的试库及固体物料管道输送工程的设计和研究工作。样是试样1和试样2，

5、这两种试样在添加絮凝剂和未[收稿日期]2013—06—30·8·中固有色冶金A卷红土镍矿湿法冶炼添加絮凝剂情况下的流变参数分别见图3和图4。浓度并选取了三种管径进行了半工业性矿浆环管试∞∞加∞∞∞验如。加对m矿0浆环管试验结果进行分析，表明：该镍红土I／矿矿浆悬浮指数小，矿浆属于似均质流，在浓度高流辍，，／／，／速低时属于层流，在浓度低流速高时才逐渐达到紊，J流。该镍红土矿矿浆虽然特性比较稳定，不容易沉J，7ir1一ir一一．，．0书尖山铁精矿I一-淀，但到目前为止尚无成功采用层流流态长距离输_／巾太红山铁精矿一．送固体物料的工程实例。考虑到该管

6、道距离长达÷力I翁福磷精矿IJ-135km，为保证矿浆管道输送系统安全可靠运行，设0．0010．010．1计采用紊流流态输送，这也与世界上几乎所有长距粒径d／mm图2物料粒度对比曲线离矿浆管道输送工程均采用紊流流态输送的成功运行经验相符。l2工艺基础参数0一斌样1一加絮凝剂一试洋1一不加絮凝剂，镍红土矿精矿干矿量为321万t／a，干矿密度为h一试洋样2—一动噱瞒喇／加絮凝剂《'3．28t／m，粒径：d50=1．7～6．7Ixm，d85=5．5～12．2I．Lm，J∞d99=150m，&oo=200m。{，哩，．3管线描述一一该红土镍矿长距离矿浆管

7、道总长约135km，管05l0l52O253O35浓度Cw／％线起点标高约680In，终点标高约8m，线路中段最图3屈服应力与重量浓度关系曲线高翻越点标高约491m。4管道输送浓度设计／矿浆流态的选择是长输管道工程设计时需要考试样l一加絮凝荆I，一试样1-不加絮凝剂广—虑的一个重要因素，关乎管道运行的安全可靠性，对吕★试样2一不加絮凝剂l一试栏2一加蟹j择剂l管道输送浓度的选择有着重要影响。流速过低会造辍／}＼，成不均匀的水力参数，表现为最大颗粒阻曳，形成固‘／／甚-，J二／体颗粒床，管底磨损过大，在极端情况下甚至导致管I．耋差卷道堵塞，因此，必

8、须避免低流速，但另一方面，过高的流速又会造成不经济的摩阻损失和管壁磨蚀。充分浓度C／％图4刚度系数与重量浓度关系曲线的紊流对颗粒充分悬浮