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1、 金川集团股份有限公司 2013.12.10 金川膏体金川膏体泵泵送充填送充填 供料系供料系统统技技术术改造研究改造研究 1 工程概况 2 存在问题问题 3 技术术改造 3 实实施效果 提 纲纲 1.1 地理位置 金川硫化铜镍矿位于中国 甘肃省河西走廊中部、龙首山北 麓、巴丹吉林沙漠南缘的金昌市 。 1 工程概况 1.2 资源概况 金川镍矿有四个矿区， 共探明矿石储量达5.19108 亿t，含镍549.4万t，铜 343.1万t。矿石中还伴生有 钴、铂、钯、金、银、锇、 铱、钌、铹、硒、碲、硫、 铬、铁、镓、锗、铟等多种 稀有元素，其中可回收利用 的有14种。 1 工程概况 1.3 矿矿床开采
2、技术术条件 金川镍矿矿体厚大、埋藏深、地应力高、地压大以及矿岩极不稳固所 极为不利的采矿技术条件，矿山采矿生产和产能提升带来巨大困难。 1 工程概况 1.4 采矿方法 下向分层进路胶结充填采矿方法。 1.5 产能及充填量 2012年采矿842万吨, 充填量281万m3，“十二五”期末规划采矿1000万吨 ，预计充填量340万m3。 1.6 充填系统及工艺 （1） 8套细砂高浓度自流胶结充填工艺；（2） 1套尾砂膏体泵送充填工艺。 1 工程概况 1 工程概况 1.8 充填工艺参数 （1）自流充填：主要充填材料为-5mm棒磨砂和32.5级增强复合水泥，灰砂 比为14，砂浆质量浓度为77%79%，设
3、计充填能力为80100m3/h。充 填体强度 5MPa。 （2）膏体充填：主要充填材料为分级尾砂与 -5mm棒磨砂或-16mm破碎废 石集料和32.5级增强复合水泥，尾砂：磨砂（废石）=5:54:6, 料浆质量浓 度7883%，充填体强度 5MPa。 金川尾砂膏体泵送充填系统于1999年8月建成。系统投入使用后，逐渐 暴露出尾砂供料系统、两级泵站衔接、 膏体料浆质量、污水排放等诸多技 术问题，致使该系统从2000年至2003年期间，膏体充填累计量只有几万立 方米，系统一直处于半瘫痪状态。 为此开展“简化系统流程，实现系统达产达标”的技术改造，本报告 仅介绍膏体充填供料系统的技术改造研究成果。
4、2 存在问题问题 原尾砂膏体泵送充填系统工艺流程图 2.1 尾砂供料存在的问题：尾砂滤饼含水量及供料量均不满足设计要求； 主要原因：放砂浓度不稳，缓冲搅拌桶作用失效。过滤系统运行不稳定和不连续 2 存在问题问题 2.2 水泥活化搅拌存在的问题： 活化搅拌的水泥制浆浓度设计要求68%，实际 生产中只能达到50%左右；活化搅拌系统的水泥 添加量设计要求达到18-25t/h，实际生产中由于 下灰口易堵和桶内壁挂灰原因无法达到要求，造 成了水泥添加量的不足。 2 存在问题问题 2 存在问题 2.3 水泥浆输送管道存在的问题 水泥浆的流动特征速度 水泥浆的设计（实际）流速远远低于其临界流速，在如此低的流
5、速下输送水 泥浆，水泥浆在管路中的流动存在浓度梯度。由于水泥浆的粘度大，存在初始剪 切应力。又加上水泥浆是依靠KOS2170活塞泵输送，输送过程是非连续的，是 间歇式和脉冲式状态输送。 2 存在问题问题 2 存在问题 2.4 粉煤灰添加 和尾砂废水污染问题 膏体充填系统的粉煤灰添加，原由U型螺旋输送至膏体一段搅拌槽(敞开) 直接添加，粉尘极大，使得生产现场作业人员无法作业。 设计要求选矿厂输送到二矿区的尾砂浆浓度为50%，由于输送前后要对管 路进行润滑和清洗，实际输送到二矿区尾砂仓中的尾砂综合浓度低于50%,进 入尾砂仓沉淀后，需要将仓内上部的废水抽出排放到室外地沟，废水排放极 易造成地沟堵塞
6、，经常溢流到矿山公路上，造成道路严重污染。 3.1 尾砂添加方式的技术改造 按调整后的膏体充填 工艺的配比只要保证尾砂放浆浓度达到60%以上， 就可实现取消水平带式过滤机，尾砂仓的尾砂直接进入搅拌槽。 （1）尾砂的自然沉降放砂：经多次试验总结，尾砂仓的尾砂充分沉降后，多余水 用泵抽出到备用水仓用于自流充填或尾砂造浆，正常充填时，五个尾砂仓轮流 放砂至双轴搅拌槽，可基本确保放砂浓度稳定。 （2）循环水制浆：在尾砂仓顶安装一台砂浆泵，泵的出口接入砂仓底部的制浆系 统。充填时通过泵利用尾砂仓中自身的水循环制浆。 （3）尾砂计量改造方案： 将尾砂仓的尾砂管线串并联后，在尾砂放浆管路中安 装电动夹管阀，
7、用于控制尾砂流量，安装新型具有空管监测功能的电磁流量计 用于检测尾砂流量及浓度计，实现尾砂流量的自动控制。 3 技术术改造 3 技术术改造 3 技术术改造 3 技术术改造 3.2 水泥浆制备和添加方式的技术改造 淘汰活化搅拌桶，改用普通搅拌 桶制备68%水泥和粉煤灰料浆。并由 一台渣浆泵直接输送到膏体系统的地表 搅拌槽，改井下二级泵站的水泥添加为 地表添加，水泥的添加量问题得到了保 证，也将水泥原系统活化搅拌的问题和 输送管路堵塞的问题彻底避免。同时也 解决了原粉煤灰添加的污染问题。 3 技术术改造 水泥 4 实实施效果 4 实实施效果 尾砂膏体泵送充填系统的各环节经过 一 系列的技术攻关和技
8、术改造后，实现 了膏 体充填系统的连续稳 定生产。到2008年底 ，二矿区尾砂膏体泵送充填实现 20万立方 /年达产达标，膏体料浆的质量和形成的充 填体的质量完全满足矿山安全生产的要求 。现每年可完成利用尾砂10万吨、废水利 用5万立方米的节能减排目标。并取得了 以下技术创 新成果: 4 实实施效果 (1) 实现了水泥的地表直接添加 取消水泥先地表活化搅拌，再经泵 送至井下二级接力泵站添加的工艺 环节 ；解决了活化搅拌挂壁和管路频繁堵塞的问题 ，满足和保证了水 泥量连续稳 定添加。同时也明显解决了干粉煤灰添加过程中出现的粉 尘污 染问题 ，简化了复杂的添加工艺，节约 了能源。 (2) 实现了尾
9、砂造浆后直接进入搅拌槽的添加工艺 取消尾砂经过 水平带式过滤 机脱水制备的添加工艺；取消清水造浆, 利用尾砂仓内溢流水和沉淀的废水形成循环制浆；完成了多尾砂仓放砂 管路的串并联改造，提高了尾砂仓的利用效率和尾砂计量控制。 4 实实施效果 (3) 研究并应用了卧式搅拌轴密封 及槽内悬吊支撑技术 将双螺旋搅拌轴的两端轴承 支撑,改为槽内悬吊支撑的方式 ，解决了轴头 易磨损和泄漏的 问题 ，将搅拌轴的使用寿命提 高了20倍，膏体充填的连续 生 产有了保证。 4 实实施效果 (4) 试验并确定了新的膏体充填配合比及控制参数 为膏体充填工艺环节优 化提供了依据，使膏体充填设备性能和控制参数得 到最大限度的匹配，粗粒级充填骨料在配比中增加，有效的遏制了膏体充填体 脆性大，易层裂的问题,保证了膏体充填体质量。 。 4 实实施效果 (5) 实现了单级搅拌和单台泵长距离井下膏体泵送充填工艺 泵送最长距离2300m，现服务1158中段以上八个生产盘 区 ， 充填倍线:4-5 (6) 实现了输送尾砂浆废水的综合利用 将选矿 厂输送来的尾砂浆（40%-50%）赋存水经沉淀后，由原来直接 经地沟向外排放改为综 合利用（全部用于尾砂循环造浆和自流充填）， 节约 了水资源，减少了环境污染。 4 实实施效果
