趙國英

（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司哈巴河836700）

水隔離泵在尾礦輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用實踐

趙國英

（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司哈巴河836700）

采用浮選法進(jìn)行分選有用礦物的選礦廠，其礦石經(jīng)過浮選作業(yè)后，所產(chǎn)生的尾礦含有選礦藥劑及某些重金屬離子，如不進(jìn)行集中處理將會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生惡劣的影響，故必須輸送到尾礦庫進(jìn)行貯存處理，本文介紹了該選礦廠尾礦輸送系統(tǒng)中的最重要設(shè)備-水隔離泵的應(yīng)用及實踐，并分析了水隔離泵的原理及其在實踐應(yīng)用中產(chǎn)生的問題及解決方法。

尾礦尾礦輸送水隔離泵

1 引言

水隔離泵是一種新型漿體輸送設(shè)備，該設(shè)備以水為驅(qū)動液體和隔離介質(zhì)，高壓離心清水泵為動力源的新型高效節(jié)能輸送設(shè)備，其通過微機(jī)控制三個隔離罐交替進(jìn)入和排出礦漿，實現(xiàn)礦漿輸送，是一種具有揚程高、流量適應(yīng)范圍大、輸送漿體濃度高、使用周期長的理想輸送設(shè)備。水隔離泵具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、磨損小、壽命長、操作和維護(hù)方便的優(yōu)點，適合于高濃度礦漿長距離高揚程管道輸送。

2 水隔離泵的組成與工作原理

2.1 水隔離泵在尾礦處理工藝中的作用

尾礦是該選礦廠浮游選礦后后剩下的產(chǎn)物，尾礦礦漿經(jīng)過24m濃密池濃縮后，靠高差自流至水隔離泵輸送至尾礦庫。

圖1 尾礦輸送的工藝流程示意圖

2.2 水隔離泵的組成及其作用

水隔離泵的部件，主要包括清水進(jìn)水和回水調(diào)節(jié)閥、清水進(jìn)水和回水液動閥、隔離罐、浮球、接近開關(guān)、入漿和排漿止回閥及其它閥門。清水進(jìn)水和回水調(diào)節(jié)閥的作用是調(diào)節(jié)隔離罐的進(jìn)水和回水量，從而間接調(diào)節(jié)入漿和排漿量；清水進(jìn)水和回水液動閥的作用是控制隔離罐是進(jìn)水還是回水，從而控制礦漿的進(jìn)入和排出；每臺水隔離泵有三個隔離罐，隔離罐是清水和礦漿實現(xiàn)動力傳遞的密閉容器，浮球和隔離罐內(nèi)腔有間隙，可以上下自由運動，實現(xiàn)清水和礦漿的隔離和動力傳遞；入漿和排漿止回閥的作用是防止礦漿的倒流；每個隔離罐安裝有4個接近開關(guān)，其作用是通過信號傳輸，在工控機(jī)上顯示浮球的運動位置。

圖2 單個隔離罐示意圖

2.3 水隔離泵系統(tǒng)的主要配套設(shè)備及其功能

水隔離泵系統(tǒng)的組成部分，主要包括清水泵、回水池、水隔離泵、液壓站、控制系統(tǒng)。

清水泵是多級離心泵，由變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)驅(qū)動，作用是輸送高壓清水到隔離罐并推動浮球向下運動。

回水池的作用是為清水泵提供水源和接收浮球上部的排出的回水。

液壓站的作用是通過電磁閥的通斷，利用液壓壓力來調(diào)節(jié)進(jìn)、出水調(diào)節(jié)閥的開度和按照一定的規(guī)律打開和關(guān)閉進(jìn)、回水液動閥。

控制系統(tǒng)包括工控機(jī)、顯示器、文本控制器、PLC及其它電氣設(shè)備，其主要作用是控制液壓站的電磁閥的通斷與通斷時間和顯示水隔離泵的實時工作狀況，文本控制器用于應(yīng)急使用，當(dāng)工控機(jī)或顯示器出現(xiàn)故障時，將工控機(jī)與可編程控制器的連線的可編程控制器一端斷開，換上文本控制器的連線，就可以利用文本控制器控制和調(diào)節(jié)水隔離泵系統(tǒng)。

2.4 水隔離泵系統(tǒng)的工作原理

（1）入漿過程。當(dāng)液壓站驅(qū)動進(jìn)水液動閥關(guān)閉和回水液動閥打開的時候，24m濃密池底流的礦漿壓力高于浮球上部的清水壓力，礦漿從入漿止回閥進(jìn)入罐體，推動浮球往上運動，同時浮球上部的清水外排到回水池，此時由于出漿止回閥的作用，輸送出去的礦漿不會倒流回入漿管或浮球下部。

（2）出漿過程。當(dāng)液壓站驅(qū)動回水液動閥關(guān)閉和進(jìn)水液動閥打開的時候，浮球上部的清水壓力高于浮球下部的礦漿壓力，多級離心清水泵輸送出來的高壓清水進(jìn)入罐體，推動浮球往下運動，同時浮球下部的礦漿通過出漿止回閥和出漿管道被輸送到尾礦庫，此時由于入漿止回閥的作用，排出的礦漿不會進(jìn)入到入漿管道。

水隔離泵的3個隔離罐通過自動化系統(tǒng)控制進(jìn)、出水液動閥的打開和關(guān)閉，使3個隔離罐輪換工作，入漿、排漿、進(jìn)水、回水分別以1∕3周期進(jìn)行工作，從而使整個系統(tǒng)連續(xù)入漿、回水、進(jìn)水、排漿，整個輸送過程連續(xù)而且平穩(wěn)。

3 水隔離泵在該選礦廠的實踐應(yīng)用

水隔離泵處理系統(tǒng)共有三臺水隔離泵，其型號為LSGB360—4，單臺輸送能力為360m3∕h，揚程為400m，實際應(yīng)用中是兩臺生產(chǎn)一臺備用，一般處理的礦漿量為600～700m3∕h，濃度為30%～35%。清水泵一共有三臺，兩用一備，單臺揚程為226m，流量為450m3∕h，每個隔離罐的有效高度為470cm，四個傳感器的位置分別為405cm、375cm、175cm、25cm。

表1 脫水車間生產(chǎn)日報表

3.1 水隔離泵的主要參數(shù)、數(shù)據(jù)量的關(guān)系

進(jìn)水量與回水量。當(dāng)進(jìn)水量大于回水量時，說明有清水進(jìn)入了尾礦庫，當(dāng)進(jìn)水量小于回水量時，說明有礦漿進(jìn)入回水池。

入漿量與排漿量。當(dāng)入漿量大于排漿量時，說明有礦漿進(jìn)入了回水池，當(dāng)入漿量小于排漿量時，說明有清水進(jìn)入尾礦庫。

工作周期、電動機(jī)頻率、24m濃密池底流放礦點高度、清水進(jìn)水回水調(diào)節(jié)閥與排漿量。工作周期是指液壓站控制清水進(jìn)水和回水液動閥兩次動作的間隔時間，在其它參數(shù)一定情況下，工作周期越短，浮球上下動作的頻率越快，浮球的行程就越短；電動機(jī)頻率決定了清水泵的轉(zhuǎn)速，從而決定進(jìn)水量和進(jìn)水壓力，在其它參數(shù)一定情況下，頻率越高，進(jìn)水量就越大，進(jìn)水壓力越高，清水推動浮球向下運動的速度就越快；24m濃密池底流放礦點高度決定了礦漿的壓力，在其它參數(shù)一定情況下，液位高度越高，礦漿的壓力越大，推動浮球向上運動的速度就越快；清水進(jìn)水和回水調(diào)節(jié)閥是調(diào)節(jié)進(jìn)水量和回水量。

根據(jù)以上分析，在罐體容積一定的情況下，如果要最大限度的提高排漿量，則必須同時滿足兩個條件，一是浮球的行程要長，這樣進(jìn)入隔離罐內(nèi)的礦漿就多，二是浮球運動的速度要快，這樣礦漿進(jìn)入罐內(nèi)和被排出罐內(nèi)的時間就越短。

3.2 水隔離泵的理想工作狀態(tài)及其調(diào)整方法

對于進(jìn)水量與回水量和入漿量與排漿量的關(guān)系，理想的工作狀態(tài)一是進(jìn)水量等于回水量，也就是入漿量等于排漿量，這樣，既不會有礦漿流入到回水池，也不會有清水被浪費，二是浮球不會撞擊到上封頭和下封頭，減少浮球和封頭的磨損。

但是由于實際生產(chǎn)中，24m濃密池接收的尾礦礦漿，其流量和性質(zhì)都是變化的，為了確保濃密池溢流水不混漿，時常需要調(diào)節(jié)底流渣漿泵的流量，再加上水隔離泵的各個進(jìn)漿止回閥磨損程度不一樣，影響了24m濃密池底流放礦的流量大小，從而使24m濃密池底流流量波動頻繁，進(jìn)漿壓力也同時變化，最終影響浮球的行程，經(jīng)常導(dǎo)致浮球碰到封頭。再考慮到進(jìn)水量小于回水量時，礦漿進(jìn)入到回水池再次被清水泵抽取時，會加大清水泵的材料磨損、降低清水循環(huán)系統(tǒng)的過流部件的使用壽命。所以實際生產(chǎn)中，應(yīng)該調(diào)節(jié)進(jìn)水量等于或大于回水量，但也不宜過大，因為會浪費過多的清水，使浮球在隔離罐偏下方運動，通過調(diào)節(jié)各個閥門或清水泵頻率，將浮球的上位區(qū)間控制在3～4m，下位區(qū)間控制在0.3～1m。

工作周期在實際運行中，一般保持在最小時間35s，不做調(diào)整。

電動機(jī)頻率則必須根據(jù)實際需要的輸送量去調(diào)整，需要輸送的量不同，水隔離泵系統(tǒng)的工作形態(tài)就不同，必須根據(jù)實際浮球的運行狀況調(diào)節(jié)。

4 水隔離泵系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中常見的問題及故障的調(diào)整實踐

4.1 水隔離泵常見主要故障及處理

（1）撞擊上封頭。原因是入漿和排漿流量不匹配，這時應(yīng)該逐漸關(guān)小清水回水調(diào)節(jié)閥，直到聽不到撞擊聲，如果浮球還遠(yuǎn)離下封頭，則也同時可以加大清水進(jìn)水調(diào)節(jié)閥；

（2）撞擊下封頭。原因是入漿和排漿流量不匹配，這時應(yīng)該逐漸關(guān)小清水進(jìn)水調(diào)節(jié)閥，直到聽不到撞擊聲，如果浮球還遠(yuǎn)離上封頭，則也同時可以加大清水回水調(diào)節(jié)閥；

（3）回水混漿嚴(yán)重。原因入漿和排漿流量不匹配或者浮球卡住，或者清水進(jìn)水閥無法打開，這時應(yīng)該按a點處理，或者檢查浮球和清水進(jìn)水閥；

（4）清水流失嚴(yán)重。原因入漿和排漿流量不匹配或者浮球卡住，或者清水回水閥無法打開，這時應(yīng)該按b點處理，或者檢查浮球和清水回水閥；

（5）系統(tǒng)壓力周期性大幅波動。原因是清水進(jìn)水、出水閥短時同開找造成短路，或者礦漿的止回閥被異物卡在而造成短路，這時應(yīng)該檢查PLC是否被強(qiáng)干擾，或者檢查止回閥；

（6）清水閥漏水漏油。原因主要是密封圈損壞或活塞桿閥桿損壞，這時必須拆開更換；

以上對于入漿和排漿流量不匹配時造成的故障，也可以保持清水進(jìn)水閥在全開狀態(tài)，而通過調(diào)節(jié)清水泵電動機(jī)的頻率來調(diào)節(jié)進(jìn)水量和壓力，這樣可以降低電機(jī)的功率達(dá)到節(jié)電效果。

4.2 液壓站的重要故障及處理

（1）溢流閥動作失靈，原因是油液臟堵塞阻尼孔、彈簧變形或損壞、閥座與滑閥配合不適，這時需要疏通阻尼孔、換油或更換彈簧等。

（2）油泵吸空，原因是吸入濾油器堵塞或進(jìn)氣管道進(jìn)氣或是電機(jī)故障，這時需要清洗更換濾油器、修理管道。

（3）輸出油量不足、油壓升不高，原因是吸入空氣或濾油器堵塞、溢流閥失靈或系統(tǒng)漏油，這時應(yīng)同（1）、（2）點處理。

5 淺析水隔離泵系統(tǒng)改進(jìn)措施

（1）在進(jìn)水和回水管道增加流量計，工控機(jī)顯示界面是有流量顯示項目的，但實際沒有安裝，如果增加了流量計，就可以很直觀的看到進(jìn)水量與回水量的關(guān)系，方便操作人員調(diào)節(jié)參數(shù)。

（2）根據(jù)24m濃密池底流礦漿的流量，可以利用PLC控制24m濃密池底流放礦閥的開度大小，自動調(diào)節(jié)放礦閥的開度，從而調(diào)節(jié)進(jìn)水量和壓力，使水隔離泵工作在正常狀態(tài)，這樣可以減少操作人員的工作，是系統(tǒng)自動化程度提高。

（3）加大回水池的容積，提高清水泵進(jìn)水管口在回水池內(nèi)的高度，并在清水泵進(jìn)水管口增加過濾裝置，使進(jìn)入清水循環(huán)系統(tǒng)的清水盡量少混漿，以減少清水泵的材料損耗。

（4）在尾礦輸送管道上增加壓力檢測裝置，當(dāng)發(fā)生管道爆炸或大面積漏漿時，由于壓力劇減產(chǎn)生的報警信號及時傳送到水隔離泵崗位，操作人員可以快速的停止尾礦的揚送作業(yè)，減少礦漿外排量。

6 結(jié)語

水隔離泵在尾礦礦漿輸送中，作為新型的設(shè)備，其主要具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、磨損小、壽命長、操作和維護(hù)方便的特點。設(shè)備在運行中能否發(fā)揮其優(yōu)勢，很大程度有賴于操作員的操作技術(shù)，操作員應(yīng)該很熟悉水隔離泵及其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，熟悉其工作狀態(tài)和調(diào)整方法，對可能出現(xiàn)的故障或事故心里有數(shù)，做到能迅速排除故障或減小事故程度，充分發(fā)揮水隔離泵的長處。

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收稿：2015-03-09

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.06.034