膏体充填供料系统改造中文课件

,金川集团股份有限公司 2013.12.10,金川膏体泵送充填 供料系统技术改造研究,1 工程概况 存在问题 技术改造 实施效果,提 纲,1.1 地理位置 金川硫化铜镍矿位于中国甘肃省河西走廊中部、龙首山北麓、巴丹吉林沙漠南缘的金昌市。,1 工程概况,1.2 资源概况 金川镍矿有四个矿区，共探明矿石储量达5.19108亿t，含镍549.4万t，铜343.1万t。矿石中还伴生有钴、铂、钯、金、银、锇、铱、钌、铹、硒、碲、硫、铬、铁、镓、锗、铟等多种稀有元素，其中可回收利用的有14种。,1 工程概况,1.3 矿床开采技术条件 金川镍矿矿体厚大、埋藏深、地应力高、地压大以及矿岩极不稳固所极为不利的采矿技术条件，矿山采矿生产和产能提升带来巨大困难。,1 工程概况,1.4 采矿方法 下向分层进路胶结充填采矿方法。 1.5 产能及充填量 2012年采矿842万吨, 充填量281万m3，“十二五”期末规划采矿1000万吨，预计充填量340万m3。 1.6 充填系统及工艺 （1） 8套细砂高浓度自流胶结充填工艺；（2） 1套尾砂膏体泵送充填工艺。,1 工程概况,1 工程概况,1.8 充填工艺参数 （1）自流充填：主要充填材料为-5mm棒磨砂和32.5级增强复合水泥，灰砂比为14，砂浆质量浓度为77%79%，设计充填能力为80100m3/h。充填体强度 5MPa。 （2）膏体充填：主要充填材料为分级尾砂与 -5mm棒磨砂或-16mm破碎废石集料和32.5级增强复合水泥，尾砂：磨砂（废石）=5:54:6, 料浆质量浓度7883%，充填体强度 5MPa。,金川尾砂膏体泵送充填系统于1999年8月建成。系统投入使用后，逐渐暴露出尾砂供料系统、两级泵站衔接、 膏体料浆质量、污水排放等诸多技术问题，致使该系统从2000年至2003年期间，膏体充填累计量只有几万立方米，系统一直处于半瘫痪状态。 为此开展“简化系统流程，实现系统达产达标”的技术改造，本报告仅介绍膏体充填供料系统的技术改造研究成果。,2 存在问题,原尾砂膏体泵送充填系统工艺流程图,2.1 尾砂供料存在的问题：尾砂滤饼含水量及供料量均不满足设计要求； 主要原因：放砂浓度不稳，缓冲搅拌桶作用失效。过滤系统运行不稳定和不连续,尾砂过滤机脱水系统照片,2 存在问题,尾砂浆过滤脱水添加工艺流程图,2.2 水泥活化搅拌存在的问题： 活化搅拌的水泥制浆浓度设计要求68%，实际生产中只能达到50%左右；活化搅拌系统的水泥添加量设计要求达到18-25t/h，实际生产中由于下灰口易堵和桶内壁挂灰原因无法达到要求，造成了水泥添加量的不足。,水泥浆活化搅拌桶内壁挂灰示意图,2 存在问题,2 存在问题,2.3 水泥浆输送管道存在的问题 水泥浆的流动特征速度 水泥浆的设计（实际）流速远远低于其临界流速，在如此低的流速下输送水泥浆，水泥浆在管路中的流动存在浓度梯度。由于水泥浆的粘度大，存在初始剪切应力。又加上水泥浆是依靠KOS2170活塞泵输送，输送过程是非连续的，是间歇式和脉冲式状态输送。,水泥浆输送管路堵塞照片,2 存在问题,2 存在问题,2.4 粉煤灰添加 和尾砂废水污染问题 膏体充填系统的粉煤灰添加，原由U型螺旋输送至膏体一段搅拌槽(敞开)直接添加，粉尘极大，使得生产现场作业人员无法作业。 设计要求选矿厂输送到二矿区的尾砂浆浓度为50%，由于输送前后要对管路进行润滑和清洗，实际输送到二矿区尾砂仓中的尾砂综合浓度低于50%,进入尾砂仓沉淀后，需要将仓内上部的废水抽出排放到室外地沟，废水排放极易造成地沟堵塞，经常溢流到矿山公路上，造成道路严重污染。,3.1 尾砂添加方式的技术改造 按调整后的膏体充填 工艺的配比只要保证尾砂放浆浓度达到60%以上，就可实现取消水平带式过滤机，尾砂仓的尾砂直接进入搅拌槽。 （1）尾砂的自然沉降放砂：经多次试验总结，尾砂仓的尾砂充分沉降后，多余水用泵抽出到备用水仓用于自流充填或尾砂造浆，正常充填时，五个尾砂仓轮流放砂至双轴搅拌槽，可基本确保放砂浓度稳定。 （2）循环水制浆：在尾砂仓顶安装一台砂浆泵，泵的出口接入砂仓底部的制浆系统。充填时通过泵利用尾砂仓中自身的水循环制浆。 （3）尾砂计量改造方案： 将尾砂仓的尾砂管线串并联后，在尾砂放浆管路中安装电动夹管阀，用于控制尾砂流量，安装新型具有空管监测功能的电磁流量计用于检测尾砂流量及浓度计，实现尾砂流量的自动控制。,3 技术改造,尾砂仓串并联及计量控制改造,3 技术改造,循环水制浆工艺流程,3 技术改造,尾砂放浆管路中安装夹管阀及流量计,尾砂制浆后效果照片,3 技术改造,3.2 水泥浆制备和添加方式的技术改造 淘汰活化搅拌桶，改用普通搅拌桶制备68%水泥和粉煤灰料浆。并由一台渣浆泵直接输送到膏体系统的地表搅拌槽，改井下二级泵站的水泥添加为地表添加，水泥的添加量问题得到了保证，也将水泥原系统活化搅拌的问题和输送管路堵塞的问题彻底避免。同时也解决了原粉煤灰添加的污染问题。,3 技术改造,技术改造后的水泥添加系统图,水泥,4 实施效果,系统改造完成后膏体充填系统工艺流程图,膏体充填系统改造前后充填量对比图,4 实施效果,尾砂膏体泵送充填系统的各环节经过一系列的技术攻关和技术改造后，实现了膏体充填系统的连续稳定生产。到2008年底，二矿区尾砂膏体泵送充填实现20万立方/年达产达标，膏体料浆的质量和形成的充填体的质量完全满足矿山安全生产的要求。现每年可完成利用尾砂10万吨、废水利用5万立方米的节能减排目标。并取得了以下技术创新成果:,4 实施效果,(1) 实现了水泥的地表直接添加 取消水泥先地表活化搅拌，再经泵送至井下二级接力泵站添加的工艺环节；解决了活化搅拌挂壁和管路频繁堵塞的问题，满足和保证了水泥量连续稳定添加。同时也明显解决了干粉煤灰添加过程中出现的粉尘污染问题，简化了复杂的添加工艺，节约了能源。 (2) 实现了尾砂造浆后直接进入搅拌槽的添加工艺 取消尾砂经过水平带式过滤机脱水制备的添加工艺；取消清水造浆,利用尾砂仓内溢流水和沉淀的废水形成循环制浆；完成了多尾砂仓放砂管路的串并联改造，提高了尾砂仓的利用效率和尾砂计量控制。,4 实施效果,(3) 研究并应用了卧式搅拌轴密封及槽内悬吊支撑技术 将双螺旋搅拌轴的两端轴承支撑,改为槽内悬吊支撑的方式，解决了轴头易磨损和泄漏的问题，将搅拌轴的使用寿命提高了20倍，膏体充填的连续生产有了保证。,4 实施效果,(4) 试验并确定了新的膏体充填配合比及控制参数 为膏体充填工艺环节优化提供了依据，使膏体充填设备性能和控制参数得到最大限度的匹配，粗粒级充填骨料在配比中增加，有效的遏制了膏体充填体脆性大，易层裂的问题,保证了膏体充填体质量。 。,4 实施效果,(5) 实现了单级搅拌和单台泵长距离井下膏体泵送充填工艺 泵送最长距离23