灰岭尾矿库压力回水供水在节能减排中的应用

摘要：本文通过对广西南丹车河选矿厂灰岭尾矿库压力回水工程在选矿厂供水节能减排的研究与应用进行了调查分析，重新设计库内循环回水系统，以进一步提高回水利用率、降低生产成本、节约水资源，减少污染物排放，实现节能减排、降低能耗，提高经济效益和社会效益。

关键词：车河选矿厂；压力回水；供水；节能减排；

中图分类号：TV674文献标识码： A 文章编号：

矿山企业节能减排，能有效降低矿产品的生产成本和管理费用，以提高运转的效率和增加产品的产出量，提高资源的利用率，以延长矿山企业的生存年限，为企业的发展营造了良好的外部社会环境和内部生活环境。所以，做好矿山企业节能减排工作，实现技术节能、管理节能、结构节能的节能减排方略，不仅是国家宏观调控政策和社会进步的必然要求，也是企业生存和发展的内在要求。

一、概述

广西南丹县车河选矿厂是华锡集团下属的大型有色金属选矿厂，生产规模为160万吨/年，选矿技术经济指标稳定，经济效益高。该厂每年大约有153.8万吨尾矿进入尾矿库，随尾矿排入库内的水量约为2717万m3，经几十年的生产发展，该厂尾矿库已成为广西境内最大的尾矿库。如何低成本使用循环水，具有重大的经济效益、社会效益，对该厂意义重大。

车河选矿厂建厂以来供水系统一直按原设计运作，采用高扬程、大功率水泵扬送尾矿库循环回水，回水利用率已达到93.5%。随着生产运行，尾矿堆积高度不断上升，目前尾矿坝内回水水面高度与选矿厂供水池高度越来越接近。本项目从生产实际出发，利用车河选矿厂尾矿库内回水与选矿厂水池的自然高差，重新设计库内循环回水系统，以进一步提高回水利用率、降低生产成本、节约水资源，从而实现节能减排、创建环境安全友好、节能降耗型企业的目标。

该项目建成后，充分利用自然地理高差自压回水，有效降低水泵供水扬程，经济效益明显，年节约电耗330.57万元/年；环保效益显著，回水利用率可提高到97%以上；运作可靠性提高。

二、灰岭尾矿库压力回水工程在节能减排的应用

（一）压力回水方式

矿山生产全流程几乎都离不开用水，从探矿、开拓、采矿、选矿到烧结，各工艺环节都需要消耗大量的水资源，供排水系统运行，必然消耗电能，所以节水就是节电。节约用水是降低矿山生产成本的主要途径之一。充分利用现有的地势条件，完善循环供水设施，提高用水循环率，减少循环系统的废水排放量。

选矿厂生产中需要用大量的水，如果生产中全部采用新水，生产成本高且造成水资源的浪费，因些，尾矿中的水应净化循环使用。常用的尾矿中水净化有以下三种方法：（1）、自然沉降；（2）物理化学净化，（3）化学净化。尾矿中的水，经过沉降处理后，由清水泵打回选厂，不仅节约了水资源，而且水中残留药剂返回选厂，可以提高选厂选矿的效果，减少药剂的使用量。灰岭尾矿库压力回水工程采用库内高位回水直供方式代替现有的低位回水供水方式，充分利用自然地理高差自压回水，有效降低水泵供水扬程，节约电耗。

（二）尾矿库供水现状

尾矿库设计库容为3300万m3，回水面积5.5km2，1983年投入使用；尾矿矿浆量约2870.8万t/a，回水量约2450万m3/a，库内水经隧道流到灰岭水泵站后扬送到选矿厂各作业用水点及山顶水池。灰岭泵站现有14台水泵，型号为200D43，每台功率为225kw,总装机容量3150 kw，变压器容量为1600＋500=2100KVA，正常开机8台，共用4条直径为Ф480输水管道,泵站标高为398m；二循水泵站现有水泵7台，其中型号为300S－90水泵4台，每台流量790 m3/h、电机功率300千瓦，型号200D43水泵3台，每台流量280 m3/h、电机功率115千瓦，总装机容量1545 kw，正常开机2台大泵1台小泵， 二循水泵站标高440.9m，厂外30m浓密机标高452.1m，主厂房山顶水池标高为504.7m。

现有供水方式，采用了部分直供，富余部分进入主厂房山顶水池，主厂房各级作业用水量及用水压力不平衡，各用水点水压、水量差别较大，如跳汰作业水压较小、水量不充分，磨矿、摇床作业的水压较大、水量充足等问题，为生产操作带来了难度，同时对生产指标的稳定也产生了影响。

选矿厂生产需要水量3905 m3 /h，其中坡前水库、刁江水源255 m3 /h，灰岭泵站、二循环泵站3650 m3 /h，2007年全年用水单耗19.33 m3/t.矿,其中新水1.26 m3/t.矿。

目前，车河选矿厂供水能耗占全厂总能耗22%，节能潜力较大。随着生产的发展，尾矿库逐年上升，现坝首标高472m，库内水面标高465m。尾矿库水面标高与主厂房磨矿作业操作平台相当，这为建设高位水泵站，有效降低几何扬程，节约能耗成本创造了良好的前提条件。

（三）供水方式选定

1、供水方式

根据《车河选矿厂选矿供水节能减排可行性研究》报告，目前车河选厂尾矿库水面与磨矿平台标高相当，回水稍加压力就可满足全厂供水要求，极利于建设高位水泵站代替低位灰岭水泵站，通过大幅降低水泵几何扬程，来实现节能增效的目的。今后，随着生产发展，库内水面不断上升，节能效益愈加显著。因此，本项目设计采用高位泵站“直供”供水方式代替现有的低位泵站部分“直供”供水方式。

采用高位泵站“直供”供水方式后，回水供给可直达主厂房山顶水池。通过山顶水池的恒压供水，可有效确保选矿流程各作业用水的稳定，有利于选矿生产指标的提高。

2、供水方案

在尾矿库取水点处建水泵站，从465m标高水面直接输送至标高504.7m的主厂房山顶水池；使用3条Ф480管道，其中2条管道利用了部分现用管道，途经灰岭泵站（标高398m）时与现用水管连通，另1条则是全新。

3、管道布设及管径的选择

从取水点水泵站起，管道经泵站附近山凹后沿二级路边布设，经过山凸地点进入到尾矿库区内，再沿尾矿库山边布设至原二厂厂址（标高490.0m），途经现二级泵站至灰岭泵站；其中2条在灰岭泵站与现用回水管道连通后，一并沿现用管路回到主厂房山顶水池。管道全长3300米，其中从取水点点至灰岭泵站1800米。

通过计算，确定从尾矿库取水点至主厂房山顶水池，全程采用3条Φ480无缝钢管，扬程为54米，总流量为2600米3/小时，能满足生产需要；选用Ф480管道，能与现用管道连接，降低投资。

4、水泵的选择

灰岭泵站使用的水泵为高扬程多级泵，高差为504.7－398=106.7米，计算扬程为118米；新供水系统的实际扬程：高差为504.7-465=39.7米。计算扬程为57米，原供水系统扬程较新供水系统扬程高出了61米，因此，现用水泵已不适合新系统的要求。根据车河选矿厂尾矿库及主厂房各点的实际标高，结合生产用水的实际要求，计算选择了4台300S90B型水泵，其中1台备用。

300S90B型水泵：每台流量900 m3/h，扬程57米，电机功率250kw。3台水泵开机功率为750kw，供水总流量2700 m3/h；可单台或多台开机，能更好的满足主厂房开机、停机、单开一个系列等不同生产情况的要求，具有更高的灵活性和适应性。

5、电耗的比较

（1）、现用供水系统年电耗

8台×225kw×75%×24h×330d×0.53元/kwh = 566.68万元/年

（2）、改造后供水系统年电耗

正常开机3台，总功率750Kw。

750kw×75%×24h×330d×0.53元/ kwh = 236.11万元/年

年节约电耗=566.68万元/年-236.11万元/年=330.57万元/年

（四）结论

灰岭尾矿库压力回水项目通过采用库内高位回水直供方式代替现有的低位回水供水方式，充分利用自然地理高差自压回水，有效降低水泵供水扬程，经济效益明显，据测算,年可节约电费330.57万元；每年因节能降耗可产生利润390.57万元，经济环保效益显著，回水利用率可提高到97%以上；运作可靠性提高。该项目的使用增加了尾矿库库容，延长了尾矿库服务年限。减少了排放量，增强了尾矿库抗洪排洪的能力，保障了尾矿库的安全,使企业经营向良性发展，加强了企业可持续发展的能力

结 语

矿山企业是高能耗、高污染排放企业，做好节能减排工作可以极大降低企业生产成本，使得企业效率最大化。节能减排工作的意义不仅仅在于降低企业生产成本，提高企业效率，其更深远的意义在于资源的综合利用及对生态环境的保护。

参考文献：

[1] 苏金飞.走节能减排使矿山发展走循环经济之路[J]城市建设理论研究2011（15）

[2] 吴贤.曹亮.李来平.钼矿选矿厂节能减排技术发展现状[J]金属矿山2010

[3] 王荣祥 任效乾.矿山企业节能减排的主要途径.[J].现代矿业.2009(10)

[4] 2011年尾矿设计手册