石人沟铁矿采矿疏干排水系统的应用

石人沟铁矿采矿疏干排水系统的应用

石仁沟矿区位于中国北方的缺水地区，每年处理矿石费用约130万吨。选择采矿车间为湿式作业，将矿石和尾矿分离为水，水消耗极大，每年消耗720万元。供水系统无法满足生产用水的需求。面对严峻的水资源形势,石人沟铁矿积极组织技术攻关,大胆进行技术改造,充分利用采矿疏干水替代清水应用于选矿生产,不断提高选矿循环水利用率,取得了较好的经济效益、环境效益和社会效益。1给排水系统现状分析1.1长期农业用水管理石人沟铁矿生产、生活用水是由距矿25km以外的5个水源井取水,经两级加压泵站输送至矿区的;长期以来,正常供水长期三井两泵工作,即三个水源井供水,一加压站两台12寸清水泵工作,经ф500mm管输到二加压站后,由一台8寸清水泵供生活用水和消防用水,一台12寸泵通过ф500mm管供生产用水;水量由3000m3高位水池调解,整个供水系统电机总装机容量为1220kW,最大供水能力为735万m3/a。1.2稀疏干循环系统的开采1.2.1浮船泵站及北坑水泵总排水能力露天疏干排水系统包括四个泵站:南坑固定泵站总排水能力为1680m3/h。该泵站主要承担汛期的防洪排水;南坑浮船泵站总排水能力为840m3/h。其主要功能是维持采场的疏干排水,并兼做期的防洪排水;北坑泵站总排水能力为840m3/h。该泵站主要承担汛期采场北部(14线以北)的防洪排水;7#硐排水泵站总排水能力为350m3/h,主要承担该区域露天坑底疏干排水工作。1.2.2污水系统井下排水系统由两部分组成井下南区排水系统总排水能力1680m3/h;井下北区排水系统总排水能力为1400m3/h。1.2.3平台和排放公共服务露天疏干排水系统暨采矿开采疏干排水系统,露天坑积水、露天开采排水、井下开采排水全部汇集至浮船蓄水坑,集中由南坑固定泵站、南坑浮船泵站排放至河套,日均排水量为14400～20160m3。1.3耗水系统石人沟铁矿技改前给排水系统见图1,技改前水量平衡表见表1。2该改革方案的评估和实施2.1代替干净的水，开采稀疏的干水2.1.1主要试验方案的确定采矿疏干水能否做清水用,选矿车间哪些工艺可以用循环水,即水质对产品质量及设备使用寿命影响有多大,是上述方案能否实施的关键。经考察和经对水质取样化验对比分析后,认为石人沟矿采矿疏干水可以满足选矿生产用水水质要求,因此采矿疏干水完全可以代替清水用于选矿生产。2.1.2采矿水处理要求所有采矿水采矿开采疏干排水,日均排水量为14400～20160m3,选矿日均清水补充量为9840m3,完全能够满足选矿清水补充量的要求,若将采矿开采疏干水,经管路输送至选矿3000m3蓄水池进行调节,完全能够保证选矿生产的连续补充用水。2.1.3排水系统的安装(1)露天疏干排水系统包括南坑固定泵站、南坑浮船泵站,其水来源为露天坑积水、斜井、措施井及7#硐采疏干水日均涌水量为4320m3/d,经φ500mm排洪管道在矿大门口与清水管路交叉处对接后,输送至3000m3蓄水池供选矿生产使用,并在对接前设置阀门井以便进行流量、流向调节控制。(2)井下排水系统,其水来源为井下南区排水系统,因其出口为一期副井,距离选矿3000m3蓄水池较近,故将其出口管路延伸铺设至3000m3蓄水池,日均涌水量为7200m3/d,为避免3000m3蓄水池水满自溢,安装了水位监控装置及泄流阀门。技改后水资源综合利用系统见图2。2.2加强管理，完善工艺，提高循环过滤利用率2.2.1采矿工厂回采量以下简称“3.0m”尾矿处理选矿车间是铁精粉加工车间,其工艺用水点多且用水量大,用水是由清水和循环水两部分组成;清水由水源井供给,通过φ350mm管输送至选矿车间内部,经测量流量为410m3/h;另一部分为循环水,是生产废水经浓缩池沉淀后由循环水泵站供给。生产用水消耗由四部分组成:尾矿带走量(用来输送铁精矿加工中的固体废弃物,尾矿浓度为25%)、精粉含水量(精粉含水量为10%)、泄露蒸发量、循环水溢流量。改进工艺前选矿用水量平衡表见表2。2.2.2循环水利用率高(1)提高尾矿输送浓度由25%提高到30%,经计算尾矿带水量由原来的6000m3/d降低至4667m3/d,下降幅度达到22.21%,仅此一项,循环水利用率可提高6.77个百分点,耗水总量由原来的19726m3/d,降低至18393m3/d。(2)提高循环水供应量,杜绝循环水溢流,减少清水补充量,循环水量由原来的9886m3/d提高到13556m3/d,循环水利用率由原来的50.11提高到73.70%,清水补充量由原来的9840m3/d,降低至9840m3/d降低至4837m3/d,原矿耗水由6.4t/t降低至5.97t/t。2.3灌溉及生产用水补充采矿疏干水在满足选矿生产用水的前提下,剩余部分用于附近村民农田灌溉及地方企业生产用水补充。生活废水经化粪池处理达标后用于附近村民浇地、浇树,基本上实现零排放。3比较武术前后的影响3.1降低采矿耗水量经技术改造后,耗水总量降低1333t/d;循环水溢流量减少3670t/d,实现选矿废水零排放;采矿疏干水利用量4837t/d,节约选矿清水补充量9840t/d;处理原矿耗水量由6.4t/t降低至5.97t/t,下降幅度为6.72%;循环水利用率由50.12%提高到73.70%提高幅度为47.04%(见表3)。3.2经济效益分析利用采矿疏干水替代选矿清水4837t/d,若按输送清水费用1.2元/t,水资源费0.6元计算,每年可产生效益317.79万元;循环水溢流量减少3670t/d,尾矿带水量减少1333t/d,若按输送清水费用1.2元/t,水资源费0.6元计算每年可产生效益328.69万元。通过利用采矿疏干水及改进选矿工艺,每年为石人沟铁矿节约成本646.48万元。4资源综合利用率随着地区性水资源紧缺、水位不断下降及水资源费不断上调大趋势的影响,冶金矿山企业用水成本会加速上升,因此,通过加快技术进步,优化生产工艺流程,不断提高水资源综合利用率,实现废水零排放势在必行。石人沟铁矿通过利用采矿疏干水及改进选矿工艺,效益非常可观,但仍有潜力可挖。如:尾矿坝水回流利用不够充分,需要投入资金铺设回流管道,目前,