石人溝鐵礦采礦疏干排水系統(tǒng)的應(yīng)用

石人溝鐵礦采礦疏干排水系統(tǒng)的應(yīng)用

石仁溝礦區(qū)位于中國北方的缺水地區(qū)，每年處理礦石費用約130萬噸。選擇采礦車間為濕式作業(yè)，將礦石和尾礦分離為水，水消耗極大，每年消耗720萬元。供水系統(tǒng)無法滿足生產(chǎn)用水的需求。面對嚴峻的水資源形勢,石人溝鐵礦積極組織技術(shù)攻關(guān),大膽進行技術(shù)改造,充分利用采礦疏干水替代清水應(yīng)用于選礦生產(chǎn),不斷提高選礦循環(huán)水利用率,取得了較好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。1給排水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析1.1長期農(nóng)業(yè)用水管理石人溝鐵礦生產(chǎn)、生活用水是由距礦25km以外的5個水源井取水,經(jīng)兩級加壓泵站輸送至礦區(qū)的;長期以來,正常供水長期三井兩泵工作,即三個水源井供水,一加壓站兩臺12寸清水泵工作,經(jīng)ф500mm管輸?shù)蕉訅赫竞?由一臺8寸清水泵供生活用水和消防用水,一臺12寸泵通過ф500mm管供生產(chǎn)用水;水量由3000m3高位水池調(diào)解,整個供水系統(tǒng)電機總裝機容量為1220kW,最大供水能力為735萬m3/a。1.2稀疏干循環(huán)系統(tǒng)的開采1.2.1浮船泵站及北坑水泵總排水能力露天疏干排水系統(tǒng)包括四個泵站:南坑固定泵站總排水能力為1680m3/h。該泵站主要承擔汛期的防洪排水;南坑浮船泵站總排水能力為840m3/h。其主要功能是維持采場的疏干排水,并兼做期的防洪排水;北坑泵站總排水能力為840m3/h。該泵站主要承擔汛期采場北部(14線以北)的防洪排水;7#硐排水泵站總排水能力為350m3/h,主要承擔該區(qū)域露天坑底疏干排水工作。1.2.2污水系統(tǒng)井下排水系統(tǒng)由兩部分組成井下南區(qū)排水系統(tǒng)總排水能力1680m3/h;井下北區(qū)排水系統(tǒng)總排水能力為1400m3/h。1.2.3平臺和排放公共服務(wù)露天疏干排水系統(tǒng)暨采礦開采疏干排水系統(tǒng),露天坑積水、露天開采排水、井下開采排水全部匯集至浮船蓄水坑,集中由南坑固定泵站、南坑浮船泵站排放至河套,日均排水量為14400～20160m3。1.3耗水系統(tǒng)石人溝鐵礦技改前給排水系統(tǒng)見圖1,技改前水量平衡表見表1。2該改革方案的評估和實施2.1代替干凈的水，開采稀疏的干水2.1.1主要試驗方案的確定采礦疏干水能否做清水用,選礦車間哪些工藝可以用循環(huán)水,即水質(zhì)對產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備使用壽命影響有多大,是上述方案能否實施的關(guān)鍵。經(jīng)考察和經(jīng)對水質(zhì)取樣化驗對比分析后,認為石人溝礦采礦疏干水可以滿足選礦生產(chǎn)用水水質(zhì)要求,因此采礦疏干水完全可以代替清水用于選礦生產(chǎn)。2.1.2采礦水處理要求所有采礦水采礦開采疏干排水,日均排水量為14400～20160m3,選礦日均清水補充量為9840m3,完全能夠滿足選礦清水補充量的要求,若將采礦開采疏干水,經(jīng)管路輸送至選礦3000m3蓄水池進行調(diào)節(jié),完全能夠保證選礦生產(chǎn)的連續(xù)補充用水。2.1.3排水系統(tǒng)的安裝(1)露天疏干排水系統(tǒng)包括南坑固定泵站、南坑浮船泵站,其水來源為露天坑積水、斜井、措施井及7#硐采疏干水日均涌水量為4320m3/d,經(jīng)φ500mm排洪管道在礦大門口與清水管路交叉處對接后,輸送至3000m3蓄水池供選礦生產(chǎn)使用,并在對接前設(shè)置閥門井以便進行流量、流向調(diào)節(jié)控制。(2)井下排水系統(tǒng),其水來源為井下南區(qū)排水系統(tǒng),因其出口為一期副井,距離選礦3000m3蓄水池較近,故將其出口管路延伸鋪設(shè)至3000m3蓄水池,日均涌水量為7200m3/d,為避免3000m3蓄水池水滿自溢,安裝了水位監(jiān)控裝置及泄流閥門。技改后水資源綜合利用系統(tǒng)見圖2。2.2加強管理，完善工藝，提高循環(huán)過濾利用率2.2.1采礦工廠回采量以下簡稱“3.0m”尾礦處理選礦車間是鐵精粉加工車間,其工藝用水點多且用水量大,用水是由清水和循環(huán)水兩部分組成;清水由水源井供給,通過φ350mm管輸送至選礦車間內(nèi)部,經(jīng)測量流量為410m3/h;另一部分為循環(huán)水,是生產(chǎn)廢水經(jīng)濃縮池沉淀后由循環(huán)水泵站供給。生產(chǎn)用水消耗由四部分組成:尾礦帶走量(用來輸送鐵精礦加工中的固體廢棄物,尾礦濃度為25%)、精粉含水量(精粉含水量為10%)、泄露蒸發(fā)量、循環(huán)水溢流量。改進工藝前選礦用水量平衡表見表2。2.2.2循環(huán)水利用率高(1)提高尾礦輸送濃度由25%提高到30%,經(jīng)計算尾礦帶水量由原來的6000m3/d降低至4667m3/d,下降幅度達到22.21%,僅此一項,循環(huán)水利用率可提高6.77個百分點,耗水總量由原來的19726m3/d,降低至18393m3/d。(2)提高循環(huán)水供應(yīng)量,杜絕循環(huán)水溢流,減少清水補充量,循環(huán)水量由原來的9886m3/d提高到13556m3/d,循環(huán)水利用率由原來的50.11提高到73.70%,清水補充量由原來的9840m3/d,降低至9840m3/d降低至4837m3/d,原礦耗水由6.4t/t降低至5.97t/t。2.3灌溉及生產(chǎn)用水補充采礦疏干水在滿足選礦生產(chǎn)用水的前提下,剩余部分用于附近村民農(nóng)田灌溉及地方企業(yè)生產(chǎn)用水補充。生活廢水經(jīng)化糞池處理達標后用于附近村民澆地、澆樹,基本上實現(xiàn)零排放。3比較武術(shù)前后的影響3.1降低采礦耗水量經(jīng)技術(shù)改造后,耗水總量降低1333t/d;循環(huán)水溢流量減少3670t/d,實現(xiàn)選礦廢水零排放;采礦疏干水利用量4837t/d,節(jié)約選礦清水補充量9840t/d;處理原礦耗水量由6.4t/t降低至5.97t/t,下降幅度為6.72%;循環(huán)水利用率由50.12%提高到73.70%提高幅度為47.04%(見表3)。3.2經(jīng)濟效益分析利用采礦疏干水替代選礦清水4837t/d,若按輸送清水費用1.2元/t,水資源費0.6元計算,每年可產(chǎn)生效益317.79萬元;循環(huán)水溢流量減少3670t/d,尾礦帶水量減少1333t/d,若按輸送清水費用1.2元/t,水資源費0.6元計算每年可產(chǎn)生效益328.69萬元。通過利用采礦疏干水及改進選礦工藝,每年為石人溝鐵礦節(jié)約成本646.48萬元。4資源綜合利用率隨著地區(qū)性水資源緊缺、水位不斷下降及水資源費不斷上調(diào)大趨勢的影響,冶金礦山企業(yè)用水成本會加速上升,因此,通過加快技術(shù)進步,優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程,不斷提高水資源綜合利用率,實現(xiàn)廢水零排放勢在必行。石人溝鐵礦通過利用采礦疏干水及改進選礦工藝,效益非?？捎^,但仍有潛力可挖。如:尾礦壩水回流利用不夠充分,需要投入資金鋪設(shè)回流管道,目前,