典型的渣浆泵泵池设计

典型的渣浆泵泵池设计

当矿浆使用泵扬送时，泵池的设计十分重要。一个泵池如果连续溢出矿浆或者使泵吸入空气就要对操作、维修和清扫造成严重问题。在设计泵池前，应当确定以下各项：

a.固体百分数；

b.矿浆中固体的磨蚀性；

c.所需的最小吸入压头。

一、泵池的设计综述

泵池和吸入管都是泵系统中的重要环节，泵池是第一位考虑的。矿浆泵池的设计主要要防止产生旋回流和各种旋涡，防止旋涡吸入或其他方式夹杂空气进入吸入管，防止渣浆沉积、聚堵和不均匀分布，防止吸入口阻力过大，减小不必要的水头损失。

旋涡和吸入空气会使泵运行不稳，工况下降，并产生振动、噪音，可靠性差、影响径向机械平衡和使轴承超载；渣浆泵允许含气量一般为5%左右。因此泵池必须科学设计，应做到：

1.使泵池内流动接近自然流动，流道平滑，多台泵要平均吸入，流道不突然扩大，也不急剧改变方向，封闭流道的吸入水槽应防止空气积留。

2.降低进料流道的底面，使其平滑地进入泵池；进料和回料管应设于水中，并离泵吸入管口有一定距离。

3.泵吸入管（管径为d/mm）应具有一定的淹没深度（约4d以上），离池底有一定悬空高度（约1.5d以上），离池壁在2-3d左右，不能太靠近池中央。吸水口附近流速在0.5m/s以下为宜。

4.泵池不要太大，也不能太小，适应矿浆的波动即可（1-3min泵流量）。自动化要求高时应设液位指示器。倾斜侧的角度必须超过固体的安息角（如55°左右），防止固体物料周期性滑入泵内引起堵塞。

5.最好提供较大的泵池高度。渣浆泵吸入性差，因此有条件最好倒灌吸入。

6.泵的配置、流入口的位置、泵池形状应防止产生旋回流和旋涡。

在客观条件影响下，可以用防涡壁、分流墙、浮筏、横向挡板、水平障板和导流板等设施减小或消除。非圆形泵池能避免旋涡产生。

7.含泡沫多的泵池应设消泡设施；对于封闭矿浆罐，应设平衡管控制高度，并在上部接真空以抽走矿浆中的气泡。

所装备的泵池要操作良好，其中矿浆停留时间应当接近一分钟，这样可使带进的空气逸散出来。在处理量很大的选矿厂一分钟太高，致使带进的空气成了一个问题。

在处理磨蚀性矿浆时，要有足够的预防措施以避免给矿物料冲击池底或池的侧壁。在磨损处应考虑衬以橡胶或耐磨的钢板。

应当装备有适当的溢流装置，其溢流管将溢流输送至离开泵和电机的底面。

各泵池应当装置有适当的放矿塞子，最好是快速开启型，这样，由于动力故障或其他事故造成的停车事故时，泵池能排掉其中的矿浆。

二、常用卧式渣浆泵泵池的设计

典型的磨矿回路中，渣浆泵通常用来向旋流器输送给料矿浆，此时，泵、泵池、管路和分配器系统的设计必须决定需要的产量和循环负荷的范围。泵池设计时使用深泵池是有价值的。泵池横断面不宜太大，周壁要陡，以避免堆积的固体物料间断地涌入泵入口。给入矿浆时，应尽可能使固体平稳地顺着斜面流入，以便减少充气现象；不能让给料从很高的地方经过空气落入泵池中。空气会严重破坏分级作用并加剧泵的涌浪倾向，当矿浆液面过于接近泵的入口时，也会有这种倾向。

标准泵池如下图1、图2。

渣浆泵及管路系统属易损件，需考虑备用管线及渣浆泵，常见的设计有1用1备、2用1备、2用2备等。设计时，多台泵间要保持一定的空间距离（在1m以上），以滿足安全规范对操作、检修空间的要求。

以上图3，典型的一用一备两台泵共用一泵池的案例为例，两台渣浆泵1、2需有一定的中心距，除现场场地约束外，平行的两台泵

间距应尽量小，即两台泵的吸入口应尽量靠近。当运行泵1正常使用时，泵池内备用泵2的泵池出口3处逐渐沉积大量矿砂（即管口堆积物41，使用备用泵2前必须清理这些管口堆积物4。如果矿浆中的固体为粗颗粒或大比重物料，管口堆积物4不易清理，将导致备用泵2不能及时投入，影响生产线的连续运转。另外，当浆体中固体颗粒较大或备用泵长时间不启动时，泵池内备用泵的管口也会堆积大量固体矿砂，难以清除，影响备用泵启动。目前，解决泵池内备用泵的泵池出口积砂问题的方案主要有三种：（1）在泵池出口3加反冲水管来防堵，在备用泵启动前先用高压水将管口堆积物4冲开；（2）采用如图2所示一泵配一池方式来防堵，增加了泵池给礦切换装置，彻底避免了泵池池底堆积问题，但泵池占地面积增加了，需考虑场地等因素；（3）采用优化的泵池结构设计来避免或减轻堵矿问题，如图4所示。

三、应用于垂直吸入管的泵池设计

矿山上常用的液下泵等需要用到垂直吸入管，垂直吸上矿浆。此时泵池的设计还要注意保证流道平滑，没有旋回流和各种旋涡的发生。

旋涡的产生引起的问题：

1.泵的性能变化

由于吸入空气和汽蚀的发生，使泵性能降低以及造成流量不足或者原动机超负荷。

2.机械性问题

引起噪声、振动、运转状态不稳定，而加剧了水中轴承的磨损，叶轮冲蚀和泵的腐蚀。

立式泵吸入水槽的主要尺寸如图5及表格1所示。

吸入水槽的设计，一般要注意的事项有：

A.使水槽内流动接近于自然流动，流动要使各台泵平均吸入。

B.泵的配置、流入口的位置和水槽形状的设计应不引起旋回流。

C.进入吸入口水槽流入口的流速要慢，其值约在0.7m/s以下。另外，位于吸入水槽内的泵吸入口附近的流速以在0.3m/s以下为宜。

D.流道不能突然扩大，不能急剧改变方向。

E.相对于泵流量的吸入水槽的设计尺寸不能太大也不能过小。

F.要避免在一台泵的上流处设置另一台泵。

G.要有足够的没水深度，以避免产生空气吸入涡。

H.降低吸入水槽进水流道的底面，使流道平滑地与吸入水槽连接；同时水槽的进水管、回水管的管端应没于水中，这样有利于平缓放水。这样，从进水流道与进水管流入的水不卷入空气而流进吸入水槽内。

I.为了防止旋涡的发生，应装设适当的防涡壁和间隔壁。

J.封闭流道的吸入水槽的形状应能够防止空气积留。

四、泡沫输送的泵池设计改进方案

在矿山浮选工艺中常要用到含泡沫的矿浆输送，含泡沫可能会影响泵的性能，降低流量和扬程；加剧泵过流件的磨损。在泡沫输送中，对传统系统的改进包括：流槽、隔板、进料井和没在水中的吸入口、喷嘴和雾化、放气管、泵出口旋转、切线方向入口。所有上述改进是为了使空气尽可能从浆体中释放出来，使进料容器、管路、水泵中的浆体空气含量减少。

五、结语

泵池作为矿浆管线系统的重要组成部分，需要设计者在设计时灵活运用，操作者在运行中严加控制。