研山铁矿选厂水资源结构深度优化实践

2021-11-18赵振兴李月旺梁艳涛许佑强

现代矿业 2021年10期

赵振兴李月旺梁艳涛许佑强

（河北钢铁集团司家营研山铁矿）

水资源是国民经济发展不可缺少的重要自然资源［1-5］。我国是一个严重缺水的国家，如何加强水资源的综合利用，减少水污染浪费是每个企业应尽的义务。

研山铁矿地处严重缺水的河北省滦州市，其给水系统分为4个部分，即生产新水系统、循环水系统、尾矿回水系统、消防给水系统。新水来自于水源井，经泵输送到5 000 m3的高位水池，其水压0.4 MPa，主要作为浮选用水、设备冷却水、渣浆泵水封水、细筛和重精泵补加水；循环水来自各浓缩大井，经循环水泵加压，主要供磨矿、磁选等作业用水，现场冲洗卫生用水也是循环水；尾矿回水、采场水全部注入浓缩大井，参与循环水系统。

自2011年3月正式投产后，通过逐步实施循环水水质净化技术，循环水水质有了较大幅度的提升，可以满足投产初期的选矿工艺生产要求。随着产能的扩大，2014年研山选厂原生矿选别系统开始运行，2015年湿式预选系统正式投入生产，选厂用水量急剧增加，环水出现供不应求的局面，需要通过补充新水来维持生产。这一方面导致新水供给紧张；另一方面容易造成水系统失衡，如大井澄清失效、尾矿库干滩达不到设计要求等问题。因此，必须深入研究选厂用水平衡，降低用水风险，实现水资源高效利用。

1 研山选厂目前水资源情况

研山选厂目前水资源情况统计结果见表1，选厂新水使用分布情况见表2。

由表1可知，研山选厂新水用量高达1 123 m³/h，不利于保持水平衡。为减少新水用量，提升用水效率，必须开展一系列优化改造。

根据表2的新水使用情况，重点对耗新水量较大的渣浆泵水封水、过滤用水、浮选用水、冷却水的回收利用情况进行系统优化研究。

2 研究与改造

2.1 “一水多用”优化

研山选厂建厂之初使用新水的区域较多，用后这些水全部汇入循环水系统是对新水资源的一种浪费，为了降低新水用量，寻找替代新水及一水多用的方式对流程用水进行优化。

2.1.1 浮选工艺用水优化

各部分水的水质从优到劣的顺序为水源井新水、精矿大井溢流水、尾矿库回水、大井循环水。基于此，对精矿大井溢流水是否可以代替新水用于浮选进行了对比实验。

试验取混磁精500 g，在药剂制度相同情况下进行浮选试验，结果见表3。

由表3可知：精矿大井溢流水水质较好，浮选指标略低于新水浮选精矿指标，因此认为精矿大井溢流水可代替新水用于磁选精矿的浮选。

根据试验结果进行了取水改造，在精矿浓缩池溢流汇集处使用双吸泵将溢流水直接注入浮选取水管，供浮选使用。该改造完成可降低浮选工艺新水用量428 m³/h。

2.1.2 球磨机、中磁机及强磁机冷却水阶梯式循环利用

设备冷却水不仅用量较大，而且对水质要求高。研究表明，球磨机稀油站冷却水水温20℃、压力0.4 MPa、水量60 m3/h，完全可以用于磁选机冷却水，且水量大小合适。

通过改造，把球磨机稀油站冷却水接入中、强磁机冷却水管道，加上阀门，以便水质不好时恢复原供水状态。磁选机冷却水冷却后，再收集用于渣浆泵的冷却。这样循环使用，总计可降低冷却用新水100 m3/h。

2.1.3 泵水封水使用环水

选矿厂投产之初环水水质较差，絮凝剂添加系统正常后，水质有所改善，环水浓度小于300 mg/L，满足作业区渣浆泵水封水水质要求。该改造可节约用水400 m3/h。

2.2 水深度净化改造

2.2.1 尾矿库回水澄清改造

在实际生产中，尾矿库回水水质较好，基本满足设备用水水质要求。因此，将尾矿库回水引至过滤厂房，替代新水用于过滤工序的真空泵用水和过滤机洗车用水。为了稳定尾矿库回水质量，对尾矿库回水进行了澄清改造。在尾矿库消力池后建造澄清池，对尾矿库回水进行初次澄清，初次澄清的回水通过回水泵输送至选厂厂区闲置的一座ϕ53 m浓缩池，利用浓缩池对回水进行二次澄清，澄清水达到过滤用水要求，从而实现过滤作业长期使用尾矿库回水。上述改造完成后可节约过滤设备新水使用量450 m³/h。

2.2.2 采场渗水再利用

由于研山铁矿采场紧邻滦河，采深从+6 m开采至目前的-217 m，导致渗透水、地下反水不断涌入采坑。为了充分利用该部分水资源，结合实际情况，将此采场渗透水应用于选矿生产。

在采场中建造泵坑，将渗透水收集、沉淀后经中转泵站送至高位水池，作为新水供各需水点。中转泵站的水还可以直接引入闲置的ϕ53 m浓缩池，在水量较多时，起到缓冲作用，降低用水失衡风险。

此项改造，汛期每日可供水4 000 m³左右，枯水期1 600 m³左右。