高寒地區膏體尾礦庫浮船泵站噴淋除冰系統應用

周文彬

（中國黃金集團內蒙古礦業有限公司，內蒙古 滿洲里 021400）

為解決高寒地區冬季浮船回水泵站不被凍結，保證尾礦庫庫內安全穩定運行，保證生產用水穩定供給，尾礦庫車間與選礦廠相關人員多次討論，多次實施再優化，最終確立了安全、穩定、可行的浮船泵站噴淋除冰系統應用方案。

通過噴淋除冰系統優化應用，解決了高緯度高寒地區-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區冰面厚度達800mm～1000mm時浮船回水泵站不被凍結。

保證了尾礦庫庫內冬季回水安全穩定，保證了冬季生產用水穩定供給。

浮船泵站的使用每三個月可以節約電力成本約75萬元。通過浮船泵站噴淋除冰系統的優化應用，解決了高寒地區尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩定運行與生產用水的供給，間接的為公司降本增效貢獻了力量。

本項目自主研發噴淋除冰系統，采用耐壓尼龍管與PE異徑三通組合形式作為噴淋水通道，較傳統鋼管噴淋管解決了噴淋管與噴淋口易結垢的問題。保證了噴淋系統能夠連續穩定工作。

噴淋口安裝彎頭與水面形成25度左右夾角，噴淋口噴出的水會帶動浮船周邊的水形成沿浮船順時針旋轉的循環水流，循環水流不會凍結。解決了高緯度高寒地區-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區冰面厚度達800mm～1000mm時浮船回水泵站凍結問題。保證了尾礦庫庫內冬季回水安全穩定，保證了冬季生產用水穩定供給。優化應用以來運行良好，間接經濟效益明顯。

1 項目背景

烏努格吐山(簡稱烏山)位于內蒙古自治區滿洲里市西南22km，地處高緯度高寒地區。年氣溫平均-0.71℃，最低氣溫-40℃以下。冬季嚴寒，春季有暴風雪。最大凍土深度3.89m。風速最大達40m/s。

當地水資源十分缺乏，生產用水只能利用滿洲里的城市中水，用水價格達到5元/m3，不僅價格非常高，而且水量極為有限。

因此，最大限度地節約用水、合理用水是烏山銅鉬礦尾礦設計的首選方案。通過邀請多位專家討論和論證，確定了尾礦膏體排放工藝。

未使用浮船泵站以前，尾礦庫主要依靠壩下泵站回收生產水。浮船泵站投入使用后，回水能力能夠達到壩下泵站的水平，且浮船所在位置至高位水池的距離比壩下泵站更近，所在位置標高比壩下泵站高，因此會極大的節約電力成本，每年大約節約電費成本75萬元。

由于礦區位于高寒地區，冬季尾礦庫內冰面厚度可達800mm～1000mm。浮船泵站位于尾礦庫匯水區域內，如果不采取措施，浮船會被厚厚的冰面凍結。由于水在結冰時會產生膨脹力，浮船很容易便會被冰面擠壓漏水，存在極大的安全隱患。

為解決高寒地區冬季浮船回水泵站不被凍結，保證尾礦庫庫內安全穩定運行，保證生產用水穩定供給，尾礦庫車間與選礦廠相關人員多次討論，多次實施再優化，最終確立了安全、穩定、可行的浮船泵站噴淋除冰系統應用方案[1，2]。

2 詳細技術內容

尾礦庫車間與選礦廠相關人員多次討論，通過對以往多次實施的浮船泵站噴淋除冰經驗總結基礎上，最終優化確立了安全、穩定、可行的浮船泵站噴淋除冰系統應用方案。

浮船泵站噴淋除冰系統主要包括：噴淋泵、噴淋管和噴淋口三部分。噴淋泵采用IS型單級單吸離心泵，型號IS125-100-200。

傳統的噴淋管大多采用的是焊接鋼管，極易結垢導致噴淋系統不能正常工作。通過優化后的噴淋管采用耐壓尼龍管，由于其內部管壁十分光滑，因此不宜結垢。傳統的噴淋口大多是在焊接鋼管上開孔，然后焊接上需要口徑的細鋼管作為噴淋口。

由于尾礦庫內水質影響，噴淋管與噴淋口容易生銹，導致經常結垢堵塞噴淋口。而優化后的噴淋口是采用與噴淋管等徑的PE異徑三通作為出水口，三通出口設螺紋，再通過特定角度彎頭與三通出口連接作為噴淋口，最終組合形成噴淋系統。

傳統噴淋管口與水面夾角為90度，每個噴淋口的噴淋水為單個單元，不能保證浮船周邊沒有結冰處。優化噴淋口與水面的角度控制在25度左右，所有的噴淋口圍繞浮船順時針排列。

噴淋口噴出的水會帶動浮船周邊的水形成沿浮船順時針旋轉的循環水流，循環水流不會凍結，保證了浮船泵站在冬季嚴寒天氣下不被凍結。

3 主要技術創新點

（1）通過噴淋除冰系統優化應用，解決了高緯度高寒地區-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區冰面厚度達800mm～1000mm時浮船回水泵站凍結問題。保證了尾礦庫庫內冬季回水安全穩定，保證了冬季生產用水穩定供給。

（2）采用耐壓尼龍管與PE異徑三通組合形式作為噴淋水通道，解決了噴淋管與噴淋口易結垢的問題。保證了噴淋系統能夠連續穩定工作。

（3）噴淋口安裝彎頭與水面形成25度左右夾角，噴淋口噴出的水會帶動浮船周邊的水形成沿浮船順時針旋轉的循環水流，循環水流不會凍結。

4 應用情況

經實踐后，噴淋除冰系統形成沿浮船順時針旋轉的循環水流不會凍結，保證了浮船泵站在冬季嚴寒天氣下不被凍結。減輕了員工人工破冰、除冰的勞動強度。解決了高寒地區尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩定運行與生產用水的供給。

浮船泵站每月可節約電能543478度左右，每月節約電費543478×0.46=250000元，冬季3個月節約電費250000×3=75萬元。

浮船泵站噴淋除冰系統的應用能夠保證浮船泵站在冬季正常使用，每年冬季3個月間接節約電費成本約75萬元。

通過噴淋除冰系統優化應用，解決了高緯度高寒地區-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區冰面厚度達800mm～1000mm時浮船回水泵站凍結問題。

保證了尾礦庫庫內冬季回水安全穩定，保證了冬季生產用水穩定供給。

5 結論

（1）經實踐后，噴淋除冰系統形成沿浮船順時針旋轉的循環水流不會凍結，保證了浮船泵站在冬季嚴寒天氣下不被凍結。減輕了員工人工破冰、除冰的勞動強度。解決了高寒地區尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩定運行與生產用水的供給。

（2）浮船泵站的使用每三個月可以節約電力成本約75萬元。通過浮船泵站噴淋除冰系統的優化應用，解決了高寒地區尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩定運行與生產用水的供給，間接的為公司降本增。

（3）烏山采用的膏體尾礦排放工藝在高緯度高寒地區屬世界首例，高寒地區膏體尾礦庫內采用浮船回水泵站屬世界首例，因此沒有成功的先進經驗可以借鑒。正是通過烏山人的不斷創新與不斷探索，尾礦庫才能夠不斷完善，不斷克服高寒地區冬季尾礦庫安全管理上的諸多困難。