矿山工程中的给排水设计分析

【摘要】矿山工程中给排水系统的设计关乎着生产和节水的双向平衡问题，合理的系统设计可以达到生产和节水的双赢。因此在设计中应从不同的环节对系统进行优化，以此求得供水和耗水的平衡。

【关键词】平衡水量；废水处理；中间环节；水泵调速

1 矿山工程中给排水设计的水量平衡思路

在铁矿矿山工程中，对水的利用是必不可少的。尤其是在选矿的过程中更离不开对水的利用和处理。将采场运输来的矿石进行处理并完成逐级的筛选，最后形成纯度较高的铁矿石是矿山工程中最为重要的一个环节。目前大部分的矿山都是采用湿法处理矿石，即利用水为介质对矿石进行提取，耗水量较大，因此整个矿山工程中选矿占有的耗水比例将近八成。而水资源的匮乏使得矿山给排水系统不得不面临优化设计的难题。因此需要一个统筹全局的设计思路来实现对设计的指导，以此获得较好的节水和用水效果。

水量的平衡就是一个对铁矿选矿给排水系统设计影响较大的思路。选矿主要的工艺有磁选、重力选、悬浮选等。这些方式都需要水循环系统作为支持，来完成对矿石的处理。无论采取何种处理方式和技术都是涉及到水循环的问题。因此在设计中应当体现出来的思路就是对循环水的有效利用和排放水的达标处理。当前大部分的矿山已经可以达到对排放水的指标控制，而且利用排放水的回收在利用来完成生产用水的自循环。这就到达了某种程度上的用水的平衡。然而在实际的生产中某些环节的水处理工艺必须引入新的水源注入，才能达到处理要求，因此要实现绝对的水量平衡是不可能实现的，但是这个设计的思路是不进行摒弃的，而是应当尽量向自循环的方向进行发展。即尽量利用循环水，在中间环节增加相应的净化工艺和措施，尽量保证回水满足工艺需求，从而降低排放量增加回收利用水量，力求平衡。

2 生产废水的处理工艺

要到达平衡的目标就需要一套良好的废水处理设备和工艺。铁矿生产的废水中主要是悬浮物污染为主，通常情况下都可以采用重力原理对其进行沉淀进行处理，以此达到排放或者回收标准。因此大部分的选矿厂都会采用尾矿浓缩的方式对废水进行处理，这样即达到了尾矿浓缩和降低能耗的目的，也可以实现废水回收利用的需求。通常情况下选用的是普通浓缩机来实现浓缩和排放处理。然为对一些超细微粒处理效果并不是十分理想，因此应当根据矿山地质特征都对废水进行分析和检测，然后在采用相应的设备进行处理，如采用高效浓缩设备、利用添加剂、沉淀处理等进行针对性的处理。当然采用添加剂的方式在不得已的情况下才能使用，因为选矿厂的尾矿和废水形成的混合液的浓度比例较高，而且含量的波动性较大，固相物的比表面积大，药剂消耗也就有所增加，不容易掌控药剂的添加量，过多或者过少都不能达到处理的效果，同时还需要增加设备和人力对其进行监控和检测，所以采用较少，可以通过增加浓缩澄清池的面积来弥补浓缩工艺的不足。

3 浓缩池的设计

矿山工程中选矿厂排出的尾矿浆其浓度范围是不容易掌控的，而浓缩处理的效果也会因厂而异，为了达到节水平衡的目的，降低新水的消耗 ，降低选矿供水和尾矿输送设备的投资比例，采用浓缩池就成为了一种较为经济的选择。在浓缩池的设计中，应当根据实际的生产能力和经济技术指标、矿山地理地形等对尾矿浓缩池进行合理的设计。如：尾矿流量大而且浓度相对低的时候，优先考虑采用浓缩池进行处理，而且设计在厂前建设浓缩池，尾矿回收后的水可以供生产循环使用。如在生产中采用的是浓缩机，则尽量通过生产性能试验和模型试验来确定相关的参数，并依据试验的沉降数据来指导尾矿浓缩池的设计和建设。浓缩机有中心传动和周边传动两种，选择时如浓缩机直径较大则为周边传动，直径较小则利用中心传动。

4 高位置水池的设计

在矿山工程给排水系统设计中不可缺少的就是高位置水池，因为一部分的设备对新水的需求是必须满足的，如破碎设备、分筛设备等作业使用率较低，其他辅助车间的用水都为间隙式，所以用水量不均匀。其容积的调节受到用水规范的影响，也受到管线长度和检修时间等因素。对于中型和小型选矿厂设计新水供应量应保证在10-20小时，大型的矿场应考虑供水量保证在6-8小时。当生产与消防供水共同使用一个供水系统的时候，高位置的新水供水池应当适当的增加容量，储备必要的消防用水量，当矿浆管道需要进行冲洗的时候，还应当对此项工艺的用水量进行适当的储备。当高位置水池所设计的高度应当满足必要的压力标准，尤其是消防用水的压力保证。

矿山工程中的高位回水池的设置，应当对回水系统用水车间情况和回水加压设备的具体情况进行分析来确定。回水系统主要是供给选别作业用水量的稳定工段，当回水泵的工作台数与选矿系列一致的情况下，或选别系列多于回水泵工作台数但回水泵采取按流量调速运行操作时，可以不设置高位水池。当选矿的些列较多的时候，回水泵并没有设计调速装置的时候，必须设计回水池。高位回水此的调节容积除了对用水制度进行充分考虑外，还应当考虑管线的长度、检修周期等要素的影响。

5 对循环水泵系统的设计

5.1 利用可调循环泵供水

给排水系统设计中，水泵是一个重要的动力系统。即担负着为供水系统提供水压和水量的重要环节。因此在设计中应当采用可调速的水泵循环系统。因为在矿山工程中水量较大、能耗高是给排水系统的特点，因此应从水泵系统度的协调下降低电耗，并提高系统的可控性。尤其是在选别系列较多的时候，如果循环泵工作的台数少，一旦出现些列变化循环水泵往往不能在高效区间内进行工作。所以应当增设循环水泵的调试装置，以此改变水泵的工况和效果，利用少量的水泵组合出多种系列变化，利用转速控制输送量，提高水泵的工作效率，摈弃利用调节阀来控制流量的方式。同时此种技术也不会造成较大的水压、水量的波动。

5.2 合理设计循环水池容积

循环水池是给排水系统中重要的中间环节。在设计中通常没有相关规范可以参考，一般的做法就是考虑给排水泵站吸水井确定的方法，其容积的有效用量就是最大的水泵流量的5分钟计量，此时洗水池的容积往往会偏小，在投产时或者停泵在启动的时候，循环池的水量就会出现明显的不足，出现暂时性的供水不足。所以准确的设计吸水池的容积是十分重要的，应当掌控循环水增加压力进入选别作业并返回循环水池所经过流程的总量，然后评估系统中各种设备从空置到溢流所需要的时间和水量，以此为依据设计吸水池的容积。循环水池的容积应当设计为0.5-2小时的水量，具体的容积确定应根据实际的场地和工艺确定。

结束语：

综合的看，矿山的给排水系统是一个较为复杂的系统工程，其必须与生产的工艺相结合，在不同的选别些列中所需要的供水效果是不同的，因此给排水设计应当保证一定量冗余，即在满负荷生产时也应当保证节能和节水，并尽量采用可调可控的技术实现对给排水系统的监控，这样的设计才能最大限度的满足矿山生产和用水制度的双赢。

参考文献

[1]李克宪.选矿厂给排水的设计中的几个问题[J].甘肃科技纵横, 2008,(03)

[2]李金鹤.浅谈选矿厂给排水设计[J]. 有色冶金设计与研究, 2010,(01)

[3]郭生鹏.石英矿选矿厂给排水设计简述[J]. 新疆有色金属, 2010,(S2)

[4]曾建华,郑庶瞻.选矿厂给排水设计中几个问题的探讨[J].冶金矿山设计与建设,2009,(03)

[5]赵永刚.浅谈选矿厂给排水设计中几个问题[J].中小企业管理与科技(下旬刊), 2009,(08)