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科技進步

《冶金礦山動態》首鋼礦業公司研發應用全流程一體化尾礦處置新工藝

作者:張偉 日期:2017-10-11 13:09:58

2017年一季度,首鋼礦業公司水廠鐵礦尾礦高效濃縮和尾砂干排工程繼去年底投入后實現了穩定運行,標志著全流程一體化尾礦處置工藝的研發與創建取得了階段性成功,這是具有國際領先水平的一項關系礦山可持續發展的系統工程,是首鋼礦業公司歷史上的一次革命性創新工程。該項目系統地解決了水廠鐵礦尾礦庫庫容不足、尾礦濃縮效率低、輸送消耗高、尾礦輸送管道運行不穩定等問題,年可創造效益5000多萬元,還可減少尾礦庫加高、搬遷和征地等費用數億元,取得巨大的經濟效益和社會效益。

瞄準行業前沿技術  確立尾礦處置新課題

多年來,我國礦山企業為國民經濟發展提供了必需的礦產資源,但同樣也帶來大量廢棄物,占用大量土地資源,存在一定的安全和環境污染等問題。當前,多數礦山為解決尾礦排放問題,仍然采用新建和擴建地面尾礦庫的方法,在經濟和政策上已越來越不適應企業和社會可持續發展的需要,必須尋找新的尾礦處置途徑來有效解決。

因建礦較早,長期以來水廠鐵礦尾礦處置工藝相對落后,給經營生產和社企和諧帶來制約。同時,尾礦庫可用庫容嚴重不足,服務年限已不足3年,嚴重影響水廠鐵礦的可持續發展。因此,尋找一條先進、科學、合法的尾砂處置新路子,成為擺在首鋼礦業公司面前的重大技術攻關課題。

項目提出后,首鋼礦業公司多次組織生產、技術、工程等部門和水廠鐵礦專題研究,明確提出要創建國際一流的尾礦處置工藝的目標。首鋼礦業公司成立了尾礦處置新工藝研發團隊,確立了“采取提等管理、工藝改造、尾礦綜合利用等措施,減少入庫尾礦量,降低尾礦庫等別,降低安全環保風險”的指導思想,以及“面向尾礦高效濃縮、高濃度輸送、尾砂干排、尾礦綜合利用等新技術領域”的攻關思路。

2015年底,首鋼礦業公司對多次研討的方案進一步論證,組織專業部門和水廠鐵礦對尾礦高效濃縮、一級泵站高濃度輸送及尾砂干排等在國內礦山的案例全面調研,發現規?;奈驳V全流程處置工藝在國內礦山中仍處于空白狀態,沒有較大規?;a案例。為此,又進行深入細致研究,本著“經濟最優、技術最好”的原則,下決心把項目做成國內礦山行業新的示范工程。同時,按照自主研發的工作思路,摒棄了同行業單一化、區域化的尾礦處理模式存在的局限性,從流程化和一體化的角度出發,對工藝技術方案進行了多次大刀闊斧的改進和提升。方案以延長尾礦庫服務年限、降低輸送消耗和提高尾砂綜合利用為目標,轉變了傳統粗放型的單一尾礦處理思路,創新了規?;娜鞒桃惑w化尾礦處置工藝技術方案,站在了行業新高。

群策群力攻關克難  實現工藝技術新突破

在項目實施過程中,首鋼礦業公司、相關專業處室、水廠鐵礦及協力公司、首礦建、機械廠等施工單位負責人堅持深入施工現場,靠前指揮,協調解決施工過程中的問題,為工程順利實施提供保障。該項目還得到首鋼總公司領導的高度關注,去年底專門到工程現場進行了調研指導。水廠鐵礦積極發揮創新團隊的核心作用,不畏艱難,優質、高效、低成本地解決了遇到的一系列難題,創新了多項新工藝。

在高效濃密機升級改造時,廠家提供的技術方案雖然可靠,但改造周期長、工程量大、設備投資高,還會造成設備和資產閑置。為了節省投資、縮短工程工期,研發團隊迎難而上,從節約投資和現有設備利舊角度出發,成功實現了針對普通濃密機高效化升級的技術集成,通過改變原濃密機池底坡度以及池壁、中心筒加高的方式,實現了濃密機池體的再利用,節約了新建池體、底流泵站、溢流泵站的投入。

在一級泵站輸送系統改造過程中,本著經濟高效的原則,結合水廠鐵礦自身尾礦工藝的特點,因勢利導,提出利用老廠原5#濃密機作為隔膜泵的喂料設施,既滿足了隔膜泵有壓喂料、均勻喂料的需要,又充分利用了原有濃縮設施,創新了“隔膜泵喂料新工藝”,實現了集尾礦濃縮、攪拌、喂料為一體的功能集成,減少了穩壓池、攪拌系統等基建投入。

針對隔膜泵對給料礦漿粒級要求,使隔膜泵運行過程中安全穩定,降低各部閥門和隔膜消耗,開創性地引入建筑砂生產線作為隔膜泵的隔渣系統,建設了建筑砂生產線,用以剔除尾礦中的粗顆粒尾砂,滿足了隔膜泵工藝對尾礦粒級要求。同時,生產出來的建筑砂面向市場銷售,拓寬了新的經濟增長點,樹立了資源再利用的典范。

通過項目的實施,首鋼礦業公司先后發明了““全流程一體化尾礦處置”、“隔膜泵喂料”、“普通濃密機高效化升級技術集成”3項新工藝,并已申請國家專利,實現了冶金礦山行業尾礦處置工藝新突破。

深挖潛力持續提升  朝著更高標準邁進

201612月份項目建成投產后,由于對新系統設備工藝參數研究還不透,關鍵影響因素掌握不精,理性認知不足,造成初期生產運行并不順利,部分工藝參數達不到預期設計標準,建筑砂和干排砂水分高、產率低等問題突出。

針對問題,首鋼礦業公司組織專業部門和水廠鐵礦持續攻關,多次組織團隊成員研討,查找理念、技術、管理根源。本著科學嚴謹的學習研究態度,邀請科研院所專家共同會診,研究項目穩產、提產等一系列措施和方案。通過尾砂提產試驗考察研究和總結分析,找出了影響建筑砂、干排砂產率達標的關鍵因素,為打產工作指明了方向;通過階段性試驗研究,先后確定了干排給礦泵頻率、旋流器沉砂咀尺寸、圓筒篩和直線篩篩片規格、直線篩振動頻率等工藝參數標準,最終實現了建筑砂、干排砂綜合產率由生產初期的30%逐步提升至了70%以上的設計目標。

集尾礦高效濃縮、建筑砂提取、尾砂干排以及尾礦高濃度一級泵站輸送于一體的規?;奈驳V全流程處置工藝,在國內屬于首創,具有廣泛的示范意義和推廣前景。但首鋼礦業公司認識到,這一項目所帶來的課題并沒有結束,干排砂資源再利用仍是攻關研究和努力延伸的方向。下一步將繼續深入挖潛,通過直線篩篩下再處理工藝技術研究,進一步提高建筑砂、干排砂綜合產率至75%以上。同時以此為契機,進一步鍛煉隊伍,提升創新能力,努力將全流程尾礦處置工藝打造成國內礦山示范工程。

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