浆体管道输送技术在冶金矿山的应用前景

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— —萨 马 柯 铁 精 矿 管 线 , 矿输 送 管 道 — 管道全长 399 km , 设有两座泵 站 和 两 座 阀 站 。 管 道 沿 程 地 形较复杂 , 起点标 高 约 1000 m , 终 点 标 高 24 m , 中 间翻过一座高 山 , 最 高 点 标 高 1180 m 。 为 了 克 服 加速流 , 在 二 号 阀 站 安 装 了 5 条 调 压 旁 路, 在批 量输送时 可 根 据 压 力 的 变 化 分 别 串 接 1 至 5 条 调压旁 路 进 行 消 能 。 该 管 线 设 计 寿 命 为 20 年 , 从生产实际情况看 , 寿命可达 35 年 。
图1 尖山铁矿管道输送系统工艺图
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昆钢大 红 山 铁 精 矿 输 送 管 线 为 我 国 复 杂 地 形多级泵 站 输 送 管 线 的 建 设 和 生 产 提 供 了 新 的 经验 , 使我国浆体长 距 离 输 送 应 用 技 术 更 上 一 个 台阶 。
2 瓮福磷 精 矿 浆 体 输 送 系 统 由 2 个 储 浆 罐 、 3 台主泵 、 1 条管道 、 1 个终端阀门站和 台喂料泵 、
第2 期 2011 年 6 月
水力采煤与管道运输 HYDRAULIC COAL MINING & PIPELINE TRANSPORTATION
No. 2 Jun. 2011
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櫴櫴櫴櫴毷 专题述评 櫴毷
浆体管道输送技术在冶金矿山的应用前景
姜圣才 成秉任 温春莲
( 中国冶金矿业总公司 北京 100011 )
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摘要 : 介绍国内外固体物料管道输送技术研究和工程实用现状 。 概括叙述国内外著名固体物 并展望浆体 料浆体管道输送工程的工艺流程和主要设施 。 指出浆体管道输送的优势和不足 , 管道输送在我国冶金领域的发展前景 。 关键词 : 管道输送 冶金矿山 应用 中图分类号 : U17 文献标识码 : A 文章编号 :1006 - 0898 ( 2011 ) 02 - 0001 - 03 黑迈萨 管 道 设 有 四 座 泵 站 。 管 道 沿 程 地 形 中 间 经 过 六 座 大 小 山 峰 和 两 条 河 流, 其标 复 杂, 高 从 2000 m 下 降 到 150 m , 最 后 21 km 高 差 降 落 914 m 。 输送管 道 管 径 由 457 mm 减 至 305 mm , 借 此提高 管 内 煤 浆 流 速 增 大 阻 力 来 消 除 加 速 流 。 该管线已于 2005 年底关闭 。 国外在固体物 料 浆 体 管 道 输 送 参 数 、 输送工 艺、 输送设备等方面 开 展 了 大 量 试 验 研 究 和 产 品 开 发 工 作, 并 取 得 了 诸 多 研 究 成 果, 极大地推动 了浆体 管 道 输 送 技 术 的 工 程 应 用 。 目 前 专 门 从 事浆体管 道 输 送 工 程 设 计 的 有 美 国 的 管 道 系 统 公司 ( PSI ) 、 博而思 ( Brass ) 公司和德国 的 PLE 公 司, 这些公司都拥有 一 套 较 为 成 熟 的 浆 体 管 道 输 送工程设计方法 。 1. 2 国内管道输送的研究应用 从上世 纪 80 年 代 初 开 始 , 我国管道输送科 研人员进 行 了 许 多 矿 山 物 料 浆 体 管 道 输 送 的 研 究、 可 行 性 分 析 以 及 工 程 项 目 的 前 期 准 备 工 作, 为我国浆 体 管 道 输 送 技 术 的 实 用 化 奠 定 了 坚 实 我国浆体管道输送从技术研发 的基础 。 近年来 , 阶 段 进 入 了 实 际 应 用 阶 段, 已 建 成 尖 山 铁 精 矿、 大 红 山 铁 精 矿、 瓮 福 磷 精 矿、 大峪口磷精矿等浆 体输送管线 。 1997 年 6 月 29 日 , 我国第一条铁精矿长距 — —太 原 钢 铁 集 团 ( 公 司 ) 尖 山 离浆体输送 管 道 — 铁精矿管线顺 利 投 产 。 该 管 线 全 长 102 km , 年输 精矿 300 万吨 , 起点至 终 点 标 高 落 差 525 m , 只设 一座泵站 。 管道输送系统工艺见图 1
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近几 十 年 来 , 在 传 统 的 公 路、 铁 路、 水 运、 空
1977 年巴西 建 成 了 世 界 上 规 模 最 大 的 铁 精

贵州省瓮福磷精矿浆体输送管线全长 45 . 6 km , 年 输 送 精 矿 200 万 吨 , 管线设一个泵 站。管 线 沿 程 地 形 不 十 分 复 杂, 标高落差为 348 m , 管 道 内 径 210 mm , 管线最大敷设坡度 1
[5] 2 个终端储浆罐组成 , 如图 2 所示 。
图3
大红山铁精矿管道全景示意图
2 2. 1
管道输送工艺系统 管道输送系统组成 1 . 浆体制备系统
Leabharlann Baidu
泵、 主泵 、 阀门 、 输送管道 、 管道 清 洗 水 设 施 、 清管 器 的 投 加 与 回 收 设 施、 管 道 消 能 减 压 设 施、 中间 贮 浆 和 浓 缩 设 施、 数 据 传 输 和 监 控 设 施、 输送管 道阴极保护设施等 。 3 . 后处理系统 浆体到 达 输 送 终 点 后 通 过 一 定 的 工 序 进 行 脱水 , 脱水后的物 料 可 以 直 接 使 用 或 贮 存 。 污 水 经处理后可作为工业用水或循环使用 。 2. 2 管道输送工艺流程 由选矿厂来的 铁 精 矿 浆 进 入 精 矿 浓 缩 池 , 其 底流经泵排入搅拌 槽 , 搅拌混匀并加入补给水和
参考文献
[ 1] Edwad J. Wasp , John P. Kenny , Ramesh L. Gandhi. Solid 一 Liquid flow slurry pipeline transportation. Clausthal : Trans Tech Publications,1977 [2] 王绍周 . 粒状物料的浆 体 管 道 输 送[M]. 北 京 : 海 洋 出 版 社 ,1998
作为第五种 运等运输方式获得 快 速 发 展 的 同 时 , 运输方式 重 要 组 成 部 分 的 固 体 颗 粒 浆 体 的 管 道 输送 , 在世界范围内获得了迅速发展 。 1 1. 1 浆体管道运输现状 国外管道输送的发展 早在 1891 年 , 美国就有人将煤捣碎在管道 中用水冲走 , 并取 得 专 利 。 但 正 式 用 于 工 业 生 产 是在 1914 年 英 国 泰 晤 士 河 畔 的 一 家 电 厂 , 该厂 利用管径为 200 mm 、 长 604 m 的管 道 水 力 运 煤 , 直至 1957 年 , 美 国 固 本 ( Consolidation ) 煤 炭 公 司 在俄亥俄州建成了长 174 km 、 直 径 254 mm 的 管 路, 使浆体管道输送 技 术 正 式 应 用 于 长 距 离 的 固 体输 送 。 随 后 亚 利 桑 那 州 长 440 km 、 管 径 457 mm 的 黑 迈 萨 ( Black Mesa ) 管 路 的 出 现 , 更加推 进了浆体管 路 输 送 的 现 代 化 发 展 。 1967 年 澳 大 — —萨 利亚建 成 世 界 上 第 一 条 铁 精 矿 输 送 管 道 — 凡奇河铁精 矿 输 送 管 道 。 输 送 管 道 全 长 85 km , 管径 244 mm , 年 输 送 量 达 230 万 t 。 目 前 在 世 界 以 萨 马 柯 ( Samar上的浆 体 长 距 离 输 送 管 线 中 , co ) 铁 精 矿 管 线 和 黑 迈 萨 输 煤 管 线 最 具 代 表 性
管道输送技术在 我 国 冶 金 矿 山 企 业 的 应 用 前

图4
长距离管道输送工艺示意图
[3] 邹伟生 . 铁精 矿 浆 体 管 道 输 送 试 验 研 究[J]. 矿 冶 工 程 , 2005 , 25 : 10 - 15 [4] 徐艳兵 . 高压长 距 离 管 道 输 送 技 术 在 尖 山 铁 矿 的 应 用 现 2008 , 36 ( 9 ) : 48 - 51 状[J]. 矿山机械 , [5] 寿国华 ,甄云 军 ,梁 敏 . 瓮 福 磷 矿 精 矿 浆 管 道 输 送 能 力 2006 , 8 : 30 最大化的研 究 和 实 施[J]. 化 工 矿 物 与 加 工 , - 33 [6] 云南大红山管道有限公 司 . 坚 持 科 技 创 新 开 创 管 道 输 送 2009 , 4 : 58 - 59 美好未来[J]. 云南科技管理 , [7] 韩文亮 . 浆体管道输送的发展及 输 送 的 工 艺 设 计[J]. 金 2006 , 增刊 : 85 - 88 属矿山 ,
浆体制 备 系 统 的 作 用 是 制 备 适 宜 于 浆 体 管 道输送的 浆 体 。 浆 体 应 该 具 备 合 格 的 浓 度 、 粒 度、 浆体 pH 值 和 除 去 浆 体 中 多 余 的 氧 。 主 要 制 pH 调 整 、 浆设备为破碎 、 磨矿 、 筛 分、 浓 缩、 贮 浆、 除氧 、 监测设施等 。 2 . 管道输送系统 管道输送系统 主 要 是 泵 站 和 管 道 , 包括喂料 2
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护管理 。 局限性或缺点 : 1 ) 输 送 物 料 粒 度 受 到 一 定 限 制 ; 2 ) 要有 足 够 的 水 源 ; 3 ) 初 期 投 资 较 高 ; 4 ) 只 能单向运输物料 。 4 景 我国金属及非 金 属 矿 产 资 源 丰 富 , 但多数分 布在交 通 不 便 的 山 区 。 因 此 , 对 冶 金 矿 山 来 说, 长距离管线不仅能 更 好 地 适 应 其 复 杂 地 形 , 缩短 实际运输距离 , 而且 也 特 别 适 合 其 选 矿 产 品 的 输 送, 因为不需为输 送 而 专 门 进 行 破 碎 和 脱 水 。 可 以预见 , 随着我国国 民 经 济 的 持 续 稳 定 发 展 和 浆 浆体长距离管道输 体管道输送应用技 术 的 提 高 , 送这一先 进 的 运 输 方 式 必 将 在 我 国 冶 金 矿 山 领 域获得广阔的市场 。
2011 年 6 月
姜圣才等 : 浆体管道输送技术在冶金矿山的应用前景
第2期
药剂后由喂料泵给 入 主 泵 站 前 的 检 测 环 管 , 对将 要被输 送 的 矿 浆 进 行 浓 度 、 流 量、 压 降 等 检 测。 不符合输 送 要 求 的 浆 体 将 不 能 进 入 主 泵 而 返 回 搅拌槽或浓缩池中 , 只有符合设定输送参数的浆 体才允许进入主 泵 ( 隔 膜 泵 ) 往 下 游 输 送 。 系 统 中的管道输送中心 控 制 室 , 将对整个管道输送工 艺过程进行监视 , 并通过计算机系统实现自动化 直接进入过滤车间 控制 。 浆体到达管 道 终 点 后 , 进行脱水 . 脱水后的 产 品 由 胶 带 输 送 机 运 到 原 料 场 ; 滤液经精矿浓缩 机 浓 缩 后 再 进 入 过 滤 车 间 过 滤脱水 , 溢流水经 处 理 可 作 工 业 用 水 。 当 后 处 理 系统出现故障时 , 矿浆切换到流态化矿浆仓中暂 存, 长距离管道输送工艺示意图见图 4
2011 年 6 月
水力采煤与管道运输
第2期
12 % 。 管 道 设 计 寿 命 为 25 年 , 最大磨蚀量为 5 mm 。 该管线于 1995 年 5 月建成投入运行 。
图2
翁福矿浆管道系统示意图
昆钢大 红 山 铁 精 矿 输 送 管 线 是 我 国 一 条 距 离 最 长、 扬 程 最 高、 泵站最多的长距离浆体输送 管线 , 管线全长 171 km , 沿程设三座泵站( 1 号泵 2 号泵站位于新化乡 , 站位于戛洒镇 、 海拔 670 m , 3 号 泵 站 位 于 富 良 棚 镇 ,海 拔 海 拔 1454 m , 1854 m ) 和 四 座 中 间 压 力 监 测 站 ( 1 号 站 海 拔 2010 m , 2 号 站 1300 m , 3 号 站 2232 m , 4 号站 1900 m ) 。 管线沿程 地 形 复 杂 , 需 翻 越 三 座 山 峰, 穿过 12 条隧道 、 跨 越 河 流 沟 谷 38 个 。 大 红 山 铁 精矿管道全景示意图见图 3
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