9 尾矿浓缩与输送.doc

第九章 尾矿浓缩与输送 管道水力输送不溶固体物是一种效率高，成本低，投资少，占地少无污染的运输形式。我国金属矿山选矿厂的尾矿一般都是采用管道水力输送至尾矿库。但上个世纪八十年代以前由于人们对尾矿处理不很重视，对尾矿输送技术研究较少，那时的尾矿输送浓度普遍都很低。1984年原冶金部黑色金属矿山情报网曾组织尾矿技术调查组对国内20个有代表性的铁矿选矿厂的尾矿输送系统进行过全面调查，各选矿厂尾矿输送浓度实际运行情况如表9-1。 表9-1 20个选矿厂尾矿输送重量浓度 选矿厂名称 输送浓度 （） 选矿厂名称 输送浓度 （） 南芬 10 酒钢 12.1 东鞍山 18 包钢 14.2 鞍钢烧结厂 20 石人沟 10 齐大山 12.4 符山 12～16 歪头山 12.9 凹山 13.3 大孤山 16.3 梅山 15 弓长岭 11 大冶 10 大石河 15.4 攀钢 20 水厂 15.3 铁坑 7 峨口 22.2 海南 15 由此表可知那时的尾矿输送浓度最低10左右，最高仅为20左右。大家都知道如果尾矿输送浓度为15，则每输送1t干尾矿就需携带约5.7m3水，如此低的输送浓度几乎是用尾矿输送系统在输水，大大降低尾矿输送系统的效率，无为地消耗大量电能，增加矿石处理成本。分析其原因，主要有以下几个方面 （1）设计原因。上个世纪八十年代以前高浓度输送主要在国外用于精矿长距离管道水力输送。其设计参数主要采用被输送物料的试验参数。尾矿由于不创造价值，输送距离又比较近，所以尾矿输送的试验资料非常少，铁选厂尾矿输送只能参照一些低浓度计算方法进行设计。一般设计浓度都不超过25。 （2）生产能力原因。当时有些选矿厂实际生产能力能不达到选矿设计规模，造成尾矿输送系统能力偏大，尤其是输送管径偏大，不得不降低设计浓度，增加矿浆流量来保持管道流速达到输送临界流速，防止尾砂沉积堵塞管道。 （3）浓缩、输送设备原因。尾矿浓缩、输送设备的落后也是造成尾矿低输送浓度输送的主要原因之一。尾矿浓缩是尾矿输送系统的关键环节，尾矿输送浓度主要取决于浓缩池底流浓度。从调查的20个选矿厂尾矿粒度（见表9-2）和尾矿浓缩池底流浓度（见表9-3）情况看，我国铁尾矿粒度是比较偏细的，大多数选矿厂目前使用的普通浓缩机及相应的浓缩池是建国初期的产品，从三十多年使用情况看，这种浓缩池对尾矿平均粒度较细的尾矿适应性和处理效果都不理想。限制了尾矿输送浓度提高。 输送泵以衬胶泵为主，该种泵扬程低，效率低，耐磨性较差，叶轮磨损后泵的性能变化大，对输送浓度影响较大。 随着改革开放的发展，市场经济使得人们越来越重视生产的经济效益。在国家节能政策的推动下，国内从事浆体输送的技术人员积极 学习和研究高浓度管道水力输送技术，各冶金设计院结合选矿厂设计项目委托有关实验研究单位做了大量的尾矿浓缩和管道输送试验，为铁选厂尾矿管道高浓度输送奠定了基础。从上个世纪八十年代中期到九十年代中期，按照原冶金部提高尾矿输送浓度节能降耗的要求，大部分铁矿选矿厂都根据本厂实际情况对尾矿输送系统进行了改造，尾矿输送浓度普遍达到30以上，节电节水效果显著，取得了较好的经济效益和社会效益。 表9-2 20个选矿厂尾矿平均粒径与－200目含量 选矿厂名称 平均粒径（dpmm） -200目含量（） 南芬 0.044 78.9 东鞍山 0.0306 71.0 鞍钢烧总厂 0.07 61.0 齐大山 0.07～0.05 59.4 歪头山 0.114 44.2 大孤山 0.044 68.2 弓长岭 0.0498 64.0 大石河 0.182 27.7 水厂 0.16 55.0 峨口 0.0936 26.8 酒钢 0.113 73.22 包钢 0.088 55.75 石人沟 54.0 符山 57.17 凹山 0.0751 60.39 梅山 0.122 26.03 大冶 0.042 80.28 攀钢 0.144 25.2 铁坑 0.065 55.79 海南 0.045 60.0 表9-3 20个选矿厂尾矿浓缩池底流浓度 选矿厂名称 正常底流浓度（） 最高浓度（） 南芬 11 东鞍山 鞍钢烧总 28.1～25.65 齐大山 25 33 歪头山 10～20 25 大孤山 18.5～13.1 弓长岭 18.2 35 大石河 16.5 20 水厂 15.5 峨口 22.2 酒钢 15～17 包钢 14 石人沟 10 14 符山 13～16 21.3 凹山 14.5 梅山 13～15 大冶 20～25 40 攀钢 20 25 铁坑 12.3 海南 0.045 第一节 尾矿浓缩与高浓度输送系统 一、尾矿浓缩 尾矿高浓度输送浓缩是龙头。铁矿选矿工艺最终排出主厂房的综合尾矿浓度一般为6～9。浓度很低，除小型选矿厂外，中大型选矿厂都宜设浓缩池。 1. 浓缩池主要控制参数 （1）溢流水质。铁矿山选矿厂的尾矿浓缩池溢流水中一般主要是无机固体悬浮物，根据环保要求，按国家污水综合排放标准悬浮物（ss）必须≤300mg/L。如果原矿中含有溶于水的有害有毒元素或含有浮选药剂，对多余的及事故时的排水要另行处理，达到小于等于污水综合排放标准第一类、第二类污染物最高允许排放浓度后方可排放。 （2）底流排出浓度。浓缩池底流矿浆浓度是决定尾矿输送浓度的关键参数。可根据浓缩试验和参照尾矿特性相近的选矿厂浓缩池实际运行参数确定。 （3）浓缩机运行电流浓缩池在运行时除定时观察其溢流水质和底流流量外，还应经常查看浓缩机运行电流，或利用浓缩机运行电流设过载报警。如运行电流发生较大的异常变化，应注意判断浓缩机是否将发生故障及及时采取处理措施。 2. 浓缩池的特点 一般的浓缩池只是用来脱水提高浆体浓度的。尾矿浓缩池则不尽相同，它具有两个功能，池子的上半部用于沉淀水中的固体颗粒，澄清溢流水，使水质合格溢流水能回收使用或直接排放，具有水处理中沉淀池的作用。池子底半部的用于是压缩脱水，使矿浆提高到设定的浓度，供尾矿管道进行输送，具有制浆作用。将沉淀澄清池和浓缩池合并在一个池中，就使得尾矿浓缩池的处理机理变得复杂，造成浓缩池底流浓度对其池溢流水质可产生直接影响。因此要合理地选择高浓度尾矿浓缩池的规格和设置方式，尽可能通过动态沉降浓缩试验进行确定。 3. 浓缩池设置方式 浓缩池设置方式有一段自然沉淀浓缩，二段串连自然沉淀浓缩，絮凝沉淀浓缩，自然沉淀浓缩--溢流水絮凝澄清，自然沉淀浓缩水力旋流器等设置方式。 1一段自然沉淀浓缩方式一般用于-400目粒径的尾矿颗粒含量较少，浓缩池底流浓度要求较低的尾矿浓缩。是以前大多数选矿厂普遍使用的，大家常见的那种由主厂房排出的尾矿直接给入1座或几座并联的浓缩池，不加任何絮凝剂的浓缩方式。 2二段串连自然沉淀浓缩方式，一般用于一段浓缩池自然沉淀其底流浓度很难达到30时，为实现高浓度输送，可将一段浓缩池底流矿浆再至次进行浓缩。一段浓缩池主要保证溢流水质，二段浓缩池主要保证底流排矿浓度。 3絮凝沉淀浓缩方式，主要用于大部分尾矿颗粒较细或很细，需要很大的沉淀面积，或自然浓缩底流浓度很难压缩到设计要求的浓度时，通过浓缩池内投加聚丙烯酰胺或是碱式氯化铝等絮凝剂，使微小颗粒、胶粒吸附粘结，形成较大絮粒，增大颗粒沉降速度和提高底流浓度。是选矿厂普通浓缩池改造提高尾矿浓度有效手段之一。 4自然沉淀浓缩--溢流水絮凝澄清方式, 往往用于氧化矿选矿厂，有于有的选矿工艺排出的尾矿浓度特别低，需要浓缩池自然沉淀面积很大，尾矿浓缩部分投资很高时，可采用在保证浓缩池底流排矿浓度前提下，控制浓缩池溢流水悬浮物含量不大于1000mg/L，然后再采用机械加速澄清池对浓缩池溢流水进一步处理，使之水质达标回收使用或直接排放。中大型磁铁矿也可采用该浓缩方式。 5自然沉淀浓缩水力旋流器方式。 4. 高效尾矿浓缩池 为了适应尾矿高浓度输送要求，近些年来一些设计研究院和设备厂对尾矿浓缩池改造作了大量研究工作，设计、研制了几种新型尾矿浓缩池，不同程度地提高了尾矿浓缩池的沉淀浓缩效率。如斜板浓缩池，深型浓缩池，加药絮凝沉淀浓缩池，中心深部缓冲给矿浓缩池等。 中心深部缓冲给矿浓缩池根据沉淀池、澄清池和浓缩池等水处理构筑物的处理机理，进水和出水形式，结合尾矿的密度、粒度以及给矿浓度、排矿浓度、溢流水水质等特性，开发设计的一种既能自然沉淀浓缩又可加药絮凝浓缩的新型矿浆浓缩池。它的基本池型见图1。 主要特点如下 （1）采用大直径池中空心支柱做为稳流沉淀室，主厂房排出的尾矿浆可经池中心稳流沉淀室从浓缩池中心下部平稳均匀地给入浓缩池。作为自然沉淀浓缩池时，池中心稳流沉淀室起一次沉淀和稳流作用。在空心支柱内粗颗粒尾矿首先沉淀在池中心底部，加速了浓缩时间，提高了底流浓度，有利于底流排浆，并减小了浓缩机耙架负荷使浓缩机运行节能可靠。池中支柱直径加大，减小了进矿流速，减少了对池内沉淀区紊动，有利于提高沉淀效率。矿浆由浓缩池中心下部平稳均匀地给入池内沉淀与浓缩过渡层，该层沉淀浓度较高，可增加颗粒间碰撞机会，有利于颗粒相互吸附携带沉降。 （2）采用漏斗形底流排矿口，排矿均匀无死角，排矿浓度稳定不宜堵塞。漏斗形底部设有水力搅拌给水管，可用于调节底流浓度，搅拌可能沉积在漏斗形底部的较大颗粒。 （3）溢流水采用池壁多管淹没出水，出水均匀，受风吹影响小，池内沉淀浑液面比较稳定，可保证设计出水水质。 （4）作为加药絮凝沉淀浓缩池时，该池除具有以上特点外，池中心稳流沉淀室则起絮凝沉淀混合反应室的作用，增加絮凝沉淀效果。 5. 尾矿浓缩池的一些具体要求 （1）尾矿浓缩池设置数量应根据选矿厂生产规模、选矿系列数、建设分期等条件确定，不设备用。大型矿山选矿厂宜选用大直径浓缩池，数量不宜少于2座。 （2）尾矿浓缩池宜选用周边齿条传动浓缩机。 （3）尾矿浓缩池给矿槽架上应设便于检修的人行通道，其宽度不应小于0.5m。给矿口前应设置拦污格栅，栅条净距宜采用15～20mm。输送采用往复泵时，尾矿浓缩池给矿口前应设除渣筛，筛孔小于4mm。 （4）尾矿浓缩池底部排矿口管一般设2根，1根工作，1根备用。每根管应设置双阀，2阀门间应连接冲洗水管。 （5）尾矿浓缩池底部通廊的净空高度不宜低于2m，人行道宽度不宜小于0.7m，通廊内宜设排水边沟，地坪的纵、横方向应有不小于0.01的坡度。通廊内应设安全照明。通廊较长自然通风无法满足要求是应设机械通风。 二、尾矿高浓度输送系统 1．尾矿高浓度输送系统配置 尾矿高浓度输送系统没有一个固定的模式，一般可根据尾矿输送距离、输送高差，输送主泵选型和浓缩池数量及布置情况确定。长见的输送系统配置有以下几种 （1）浓缩池-分砂泵站-矿浆池-总砂泵站（2段以上直接串联）-尾矿输送管。该种输送系统配置形式适用于大型和特大型选矿厂，尾矿量大，浓缩池多，输送采用离心渣浆泵的尾矿高浓度输送系统。 （2）除渣筛-浓缩池-分砂泵站-搅拌槽-总砂泵站（一段）-尾矿输送管。该种输送系统配置形式适用于大型选矿厂，尾矿量较大，浓缩池多，输送采用往复泵的尾矿高浓度输送系统。 （3）浓缩池-砂泵站（2段以上串联）-尾矿输送管。该种输送系统配置形式适用于中型和大型选矿厂，尾矿量较大，浓缩池不超过2座，输送采用离心渣浆泵的尾矿高浓度输送系统。 （4）除渣筛-浓缩池-总砂泵站（地下、一段）-尾矿输送管。该种输送系统配置形式适用于中型和大型选矿厂，尾矿量较大，浓缩池不超过2座，输送采用往复泵的尾矿高浓度输送系统。 2．尾矿输送浓度 尾矿高浓度输主要是相对过去10～20尾矿输送浓度而言。由于管道水力输送的物料不同，各种物料的粒度、密度和粘度都不相同，它们在某一浓度和流速时浆体水力特性也不相同。到目前为止，确定输送浓度达到多高为高浓度，还没有一个比较权威的明确的界定。 根据资料介绍，目前管道水力输送煤浓度为50左右，石灰石浓度为65左右，铜精矿浓度为55左右，铁精矿浓度为60左右。这些物料的输送浓度都是通过大量的试验研究确定的。由于尾矿与上述几种物料的特性不同，而且各选矿厂尾矿的特性也不相同，浓缩池设置条件、尾矿输送距离和高差都不相同，因此，尾矿输送浓度应根据尾矿浓缩、输送试验或尾矿特性相近的浓缩池运行参数，经多浓度方案比较确定既技术可行又经济合理的浓度。从国内目前各选矿厂尾矿浓缩输送浓度和输送设备技术水平来看，尾矿输送浓度达到35～45较合适。 3．尾矿输送管的临界流速和水力坡降 尾矿输送管的临界流速（临界管径）和水力坡降（摩阻损失）可根据计算或经验数据确定。但对输送距离较远，地形较复杂，要求输送浓度较高的尾矿输送管的临界流速和水力坡降宜通过实验确定。 尾矿输送管的临界流速经验计算方法较多，以下介绍二种计算临界流速较简单的方法 （1）方法1。 VL0.5240.046LnCvLnd50/0.010.434A2gDr-r1/r10.5 式中VL为临界流速m/s；CV为体积浓度；d50为中值粒径mm；A为随d50、CV变化的系数；D为管径m；g为重力加速度；r为固体比重；r1为载体比重。 （2）方法2。 VL2.208CV-0.1362gDr-r1/r10.5d/D0.167 式中VL为临界流速m/s；CV为体积浓度；d为平均粒径mm；D为管径m；g为重力加速度；r为固体比重；r1为载体比重。 尾矿输送管的临界流速求得后，按该流速计算的临界管径往往对应不上标准管径，一般选择略小于临界管径的标准管径，但选择的标准管流速不宜超过临界流速的1.3倍。 尾矿输送管的水力坡降可按下列公式估算 if/DV2/2g 式中V为平均流速m/s；D为管径m；g为重力加速度；f为摩阻系数。 第二节 尾矿输送设备 尾矿输送系统中的主要设备是输送泵，它是尾矿输送系统的心脏，尾矿输送系统设计是否合理，运行能否正常，输送泵的正确选型很关键。 一、浆体泵 目前国内用于尾矿输送的浆体泵主要有4种离心渣浆泵、水隔离浆体泵、油隔离浆体泵和隔膜泵。它们的主要性能见表9-4 表9-4现有用于尾矿输送的浆体泵性能比较 泵型 压力范 围（Mpa） 流量范 围（m3/h） 机械效率（） 最大粒 径（mm） 离心渣浆泵 ≤1.0 ≤1000 70～74 ≯30 水隔离浆体泵 ≤6.4 ≤500 75～85 ≯5 油隔离浆体泵 ≤8.0 ≤200 85～90 ≯1 隔膜泵 ≤12.5 ≤250 85～90 ≯1 （1）离心渣浆泵是尾矿输送使用最广的泵型，它的特点是扬程低，流量大，效率低，重量小，价格低。最适合输送距离近，高差不很大的各种生产规模选矿厂的尾矿输送系统。该泵允许在一座泵站内多台直接串联使用。但由于多台直接串联设备布置困难，操作麻烦，一般一座泵站内多采用2台泵直接串联使。输送压力≤1.8MPa的尾矿输送系统，选用离心渣浆泵最为经济合理。 （2）水隔离浆体泵是上个世纪八十年代中期为配和国内实施尾矿高浓度、长距离输送研制的一种浆体泵，经过多年改进发展，现已成为自动控制水平高，操作管理方便，运行平稳可靠，投资较少的尾矿输送泵型。目前已在许多选矿厂替换了多级砂泵站串联尾矿输送系统。它适合输送距离较远，高差较大的各种生产规模选矿厂的尾矿输送系统。例如黑龙江省双鸭山建龙矿业公司羊鼻山选矿厂于2003年11月建成投产，生产规模为年处理尾矿300万吨，干尾矿量195t/h，矿浆输送浓度为35，管路长度5.5km，几何高差初期70m,终期136m，该矿选用沈阳沈大泵业有限公司生产的四台型号为LSGB150/4.0水隔离浆体泵，（用三备一），用于尾矿的输送。经过半年多的生产实践证明，水隔离浆体泵运行平稳，节电、备件费用低，操作简单。2004年2月，矿方根据二期工程的需要又新订一台型号为LSGB450/4.0（Q450m3/hP4.0MPa）解决大流量高扬程的浆体输送问题。 水隔离浆体泵的工作原理。以单个隔离罐为例。如图2所示，在隔离罐内，有一浮球1，浮球的上端是清水，下边是尾矿浆。由高位供浆仓供给的尾矿通过进浆逆止阀7进入隔离罐，这时浮球向上运动，此时，回水清水阀4打开，浮球上部清水通过此阀回到循环清水池内；当尾矿浆（隔离球）到过上部传感器位置时，清水阀4关闭，清水阀5打开，清水泵的高压水，通过进水清水阀5向罐内注入高压清水。高压清水的压力通过浮球传递给尾矿浆，这时进浆逆止阀7关闭，排浆逆止阀6打开，通过排浆管道使尾矿浆排入尾矿库。当隔离球行至最下面传感器位置时，进水清水阀5关闭，回水清水阀4打开。此时，完成一个隔离罐的进排浆的过程。同时并进入了下一个进排浆的循环过程。 图2 单个隔离罐工作原理 一台水隔离浆体泵有三个隔离罐，如图3所示，每个隔离罐均通过工业控制机的程序控制清水阀的开关，重复进排浆的过程，三个隔离罐工作的时间间隔120度，使整台泵的吸排浆过程连续、达到连续排浆的目的。 水隔离浆体泵将尾矿输送的主动力由渣浆泵转换为清水泵，提高了泵的工作效率，降低了设备的维修费用。整个水隔离浆体泵是由微处理器控制工作的。在控制台的面板上可以看到各罐的供排浆情况，即可以看到该泵每个罐时实的供排浆量及整台泵的排浆量，及管路的压力参数。根据这些参数显示，可以判断设备是否工作正常。同时该设备还具有远程监控系统，即通过电话线将设备工作信号反馈到设备生产厂，该厂的技术人员就可以根据反馈信号来帮助用户判断设备故障，从而提高售后服务的工作效率。 由于该设备的自动程度高，含易招件的部件，重量轻、体积小，结构简单便于拆卸，从而大大降低了工人的劳动强度。 图3 水隔离浆体泵的工作原理 （3）油隔离浆体泵是在双缸双作用活塞泵的基础上加设了4个油隔离罐发展而来的。油隔离罐内的油将矿浆与泵的活塞隔离，防止了矿浆进入活塞缸，延长了易损件使用寿命。该泵由于流量较小，以前用于在中小型选矿厂的高压力尾矿输送系统。这些年由于泵的价格高，又耗油，又被矿浆携带到尾矿库后有一定的污染等原因，在尾矿输送系统使用较少了。 （4）隔膜泵是在活塞泵的基础上加设了4个橡胶隔膜室，在隔膜室内高质量的橡胶隔膜将活塞缸里的油与被推压的矿浆隔离，防止了矿浆进入活塞缸，延长了易损件使用寿命。最适合输送距离远，高差大的各种生产规模选矿厂的尾矿输送系统。 隔膜泵以前在国内使用非常少，上个世纪九十年代仅在氧化铝工业中使用可数的几台。近几年在铁矿山选矿厂的尾矿输送系统中已运行了20台左右。例如鞍钢矿业公司东鞍山烧结总厂原矿处理量1300万t/a，尾矿输送距离12Km，输送高差220m。在2002年尾矿输送系统提高输送浓度改造时选用8台SGMB150/7型隔膜泵，实际安装了6台，2003年初投入使用后，运行平稳，噪音很小，效果很好。唯一不足的是该泵目前价格太高。今后随着尾矿库选址越选越远，尾矿坝越筑越高，这种泵会越来越被人们所认识和选用。 二、浆体泵的选择与配置 有于各选矿厂尾矿输送系统的矿浆流量、输送压力和尾矿粒度不同，在选输送主泵时应进行多泵型配置方案比较，选择基建投资合理，节电、节水，无污染，过流部件寿命长、经营费低地泵型。 离心渣浆泵可一级泵站一段泵或多段泵直接串联输送，也可多级泵站串联输送。水隔离浆体泵、油隔离浆体泵、隔膜泵一般只设一级泵站一段泵输送，不串联使用。各种泵型的备用台数见表9-5。 表9-5 各种泵型的备用台数 泵型 口径 工作台组 备用台组 离心渣浆泵 ≤200mm 1 2 3～4 1 2 2～3 ＞200mm 1 2 3～4 1 2 3～4 水隔离泵 1～4 ＞4 1 2 油隔离泵 1 2 3～4 1 1～2 2 隔膜泵 1～3 ＞4 1 2 三、浆体泵的控制 尾矿输送有一个特点就是需要输送管的压力随尾矿坝的增高而不断增大，因此尾矿输送泵前期实有扬程比实用扬程大的多，对于离心渣浆泵，从泵的性能曲线可知，扬程差4～5m，流量可能增大1倍左右，所需功率也增大很多。以前对泵的流量、扬程的调节主要靠矿浆阀的节流人为增加管道阻力损失来实现，这种控制方法不但阀门磨损严重故障多，操作困难，而且白白消耗能量，调节手段非常落后。从上世纪八十年代起，液力耦合器、滑差调速电机、可控硅串级调速装置和大功率变频调速器开始在尾矿输送泵上使用，实现了浆体泵软启动和无极变速调节泵的流量和扬程。大家都知道离心泵的转速变化是其流量、扬程和轴功率是按以下关系变化 Q1n1/nQ H1n1/n2H N1n1/n3N 式中Q、H、N为泵的额定转速为n时的流量、扬程和功率；Q1、H1、N1为泵调速到转速为n1时的流量、扬程和功率 尾矿输送泵调速都是由额定转速向低调，转速比n1/n＜1,由此可知采用无极变速调节渣浆泵转速进行泵的工况控制，其流量与转速比成一次方系，扬程与转速比成二次方关系，功率与转速比成三次方系。这说明泵转速下调时，扬程在较大幅度内变化，流量也可保持在高效区内，而且随泵转速下调功率减小更多，因此无极变速调节渣浆泵转速进行泵的工况控制，不但减少阀件磨损工况控制效果好，而且节能效果明显。目前随着大功率变频调速器价格降低，尾矿输送系统的自动调节检测水平将越来越高。 第三节 尾矿输送管道 尾矿输送管道最大的问题是磨损，腐蚀和磨蚀是造成管道磨损影响输送管道使用寿命的两大因素。 管道腐蚀分管道表面腐蚀和管道内壁腐蚀，管道表面腐蚀可采用涂刷环氧煤沥青等防腐涂料来解决。管道内壁腐蚀是由管内水体引起的一种电化学现象。在钢管的情况下，铁在阳极释放出电子，这些电子通过钢传至阴极饼被氧化剂吸收，阳极和阴极之间反应的相互作用产生了腐蚀生成物，最终的腐蚀生长物为铁锈（氢氧化铁、四氧化三铁、或三氧化二铁）。铁锈在一定程度上可阻止水中的氧向阴极扩散形成氧化保护层，从而减小腐蚀率。但尾矿管中的固体颗粒在流动中连续不断地将随时生成的铁锈冲磨干净，使管内壁不能形成氧化保护层，造成管内壁腐蚀加聚。 管道磨蚀是有于尾矿颗粒含有硅，其硬度大于钢的硬度，尾矿颗粒流速作用下具有很高的动能，在管内激烈跳动颗粒冲击管壁可造成变型磨损，滑动的颗粒则造成切削磨损。 普通钢管在尾矿浆腐蚀和磨蚀双重磨损下使用寿命铰短，目前已有多种耐腐耐磨管材在尾矿输送系统中使用。 一、尾矿输送管管材 目前尾矿输送管常用管材有普通碳素无缝钢管、普通碳素卷焊钢管、SHS陶瓷内衬复合钢管、16Mn无缝钢管和高密度聚乙烯管 1. CLSP陶瓷内衬复合钢管 1CLSP陶瓷内衬复合钢管是由建湖刚玉金属复合材料有限公司首家采用自蔓延离心法将高温熔融的氧化铝铸衬在钢管内壁，生产的非常耐磨的陶瓷内衬复合钢管。其特点如下 2耐腐蚀性高，耐磨损性高，同等条件下使用寿命比普通钢管高10倍以上。 3承受水压大,P≤15Mpa。 4可随意切割，焊接，管道拆卸安装和检修很方便，管道连接可采用焊接、法兰连接、性连接。卡箍柔性连接和套筒柔性连接。 5抗外力撞击性能较差,管道发生局部堵管时，不可用金属器械直接敲击管道。如不注意有可能造成陶瓷内衬局部破坏。 2. 16Mn无缝钢管 1 耐磨性比普通碳素无缝钢管高，同等条件下使用寿命比普通碳素无缝钢管高3～5倍。 2承受水压大，P≤20Mpa。 3可随意切割，焊接，管道拆卸安装和检修很方便，管道连接可采用焊接、法兰连接、性连接。卡箍柔性连接和套筒柔性连接。 4抗外力撞击性能高,管道发生局部堵管时可随意敲击、锤打，径向略有变形仍能使用。 3. HDPE高密度聚乙烯管 1耐腐蚀性高。耐磨损性比普通钢管高，同等条件下使用寿命比普通钢管高7倍左右。 2承受水压较低，P≤1.0Mpa。 3管道重量轻，仅为普通钢管重量的1/5左右，管道可随意切割焊接，拆卸安装和检修很方便，管道连接可采用焊接和法兰连接，可用作尾矿坝放矿管和低扬程渣浆泵浆体输送管。 4抗外力撞击性能一般,管道发生局部堵管时，不可金属器械直接重力敲击管道。 二、尾矿输送管敷设要求 （1）尾矿管道可明设或半埋设，寒冷地区可考虑埋设。 （2）管道转弯半径应尽量大，转角使用的弯头不宜大于45。 （3）管路基面的宽度，应根据管道直径大小，管外壁之间和管外壁至路边缘的距离以及人行道或简易车道的宽度因素决定。管外壁之间的距离不应小于0.4m，管外壁至路边缘的距离不应小于0.3m，人行道的宽度0.5～0.7m。简易车道的宽度不宜小于3m。 （4）尾矿管道与铁路、公路交叉时宜垂直交叉。管桥跨越公路时，路面以上的净距不应小于4.5m，桥柱（墩）边与公路边缘距离不应小于1.0m。跨越铁路时，轨顶以上的净距不应小于6.55m，桥柱（墩）边与公路边缘距离不应小于2.5m。 管道从铁路、公路下面穿过时，应首先考虑利用已有桥涵敷设。当设专用的涵洞或套管时，套管管顶至铁路路基面的净距不应小于1.0m。至公路路基面的净距不应小于0.5m。套管管径应比输送管径大0.2～0.3m。 尾矿管道与铁路、公路交叉设计应取得有关部门的同意。 （5）尾矿管道与河道交叉时宜垂直交叉，跨河应首先考虑利用已有桥梁敷设。当新建管桥时，对于通航河流，桥下的净空应符合航运部门的要求。对不通航的河流，桥梁底应比洪水重现期20～50年一遇的洪水位高0.5m。 尾矿管道与河道交叉设计应取得有关部门的同意。 （6）尾矿输送管道架空高度4.0m以下可不设管桥。当设管桥时，桥上应设人行道和保护栏杆，人行道的宽度0.5～0.7m。保护栏杆高度不得小于1.2m。 （7）尾矿输送管道在停泵时不需排空者，其敷设坡度不应大于尾矿颗粒在管内的下滑坡度。需排空者，其敷设坡度不宜小于0.003。寒冷地区小于200mm的管道，其敷设坡度不宜小于0.03。 （8）尾矿输送管道V形管段的管径不得大于临界管径。最低处应设置排矿口。排矿口的操作根据需要可采取人工或自动控制。 （9）坝上放支管的间距宜采用8.0～15.0m。同时放矿的支管断面面积之和应为主管地1.2～2.0倍。较长的尾矿坝可用矿浆阀将主管分成几段，以便分段放矿及检修。为满足坝顶放矿管移管的需要，应设置集中放矿管（孤管）。寒冷地区应有冰下放矿设施。 （10）明设尾矿输送管道应设伸缩节，其数量与位置应根据当地温差、管道布置情况、接口连接形式和强度等因素计算确定。采用快速管接头时可不设伸缩节。 尾矿管道上的阀门应采用耐磨性能好的矿浆阀。管道隆起点应设矿浆排气阀。 管径大于300mm以上明设管道的垂直或水平转角和斜坡段，应根据气温、管材、矿浆特性、工作压力及管道敷设情况，进行推力计算，设置必要的固定支墩（架）。钢管及钢管件的外表面应做环氧煤沥青防腐。 第四节 尾矿高浓度输送系统的检测 尾矿高浓度输送系统主要检测参数有浓缩池底流排矿浓度、浓缩机运行电流，输送泵的电流、各输送泵出口压力，砂泵站输送总干管的矿浆流量、压力和浓度。 检测仪表有压力表、压力变送器，电磁流量计、多普勒流量计，核子浓度计等。 压力表为就地显示矿浆管道压力仪表。压力变送器可将管道压力转变为电信号远传到控制室操作台显示。电磁流量计、多普勒流量计，都是将管道流量转变为电信号远传到控制室操作台显示。一般管道压力小于1.0MPa采用电磁流量计，管道压力大于1.0MPa，采用多普勒流量计比较安全可靠。 核子浓度计最好安装在不经常有操作人员活动的管段，其二次仪表可安装在控制室操作台显示。 尾矿高浓度输送系统检测的参数，矿浆流量最为重要，它虽然显示的是流量值，但它可是我们知道输送管的流速，使我们及时准确输送管是否在临界流速以上安全运行。 管道压力参数变化能使我们判断输送管内是否有尾砂沉积和是否有堵管的可能。 有于尾矿高浓度输送系统是按一定的输送浓度设计的，如果输送的平均干尾矿量和矿浆流量变化不大，实际输送浓度基本在设计的输送浓度范围内。管道输送浓度参数可做为检验和了解实际输送浓度和矿浆输送特性之用。 第五节 尾矿高浓度输送存在的问题及对策 （1）国内大部分选矿厂仍保持多级砂泵站串联的尾矿输送系统，因此使用的渣浆泵台数多，相应使用的矿浆阀多，操作管理复杂，发生事故的几率也就多。对多于二级串联砂泵站的尾矿输送系统，可考虑改造采用水隔离浆体泵等往复泵的一座（级）砂泵站的尾矿输送系统。 （2）尾矿输送管大多数使用的还是普通钢管，不耐磨，使用寿命短，钢材耗量高。应将磨损严重的普通钢管更换为耐磨的陶瓷内衬复合钢管或高密度聚乙烯管。 （3）渣浆泵流量调节手段落后矿浆阀使用寿命较短。可增设变频调速器。 （4）完善尾矿输送系统检测仪表，提高操造作管理水平。 （5）及时检修尾矿输送设备和管道，杜绝尾矿跑、冒、漏，及时清理事故池，减少尾矿对环境的污染.