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摘要:近些年来,管道技术在我国已逐步发展并渐趋成熟,其中矿浆管道便是代表之一。矿浆管道技艺是一项兴发于上世纪60年代的新兴输运手段。我国的矿浆管道技术之所以能够渐趋发展,是因为参访、学习并导入了来自苏联的设计构想,并在此基础之中融以相应的完善方式使其在我国得以有效应用。随着工业的开发进程,工业对于矿产资源的渴求度及需求度大幅提升,矿浆管道的技艺亦随工业需求度的递增而日渐成熟。作为管道输送物料之一的磷矿石料,即磷矿石矿浆管道技艺是本篇文论的探析对象,笔者将以磷矿石矿浆受磨蚀的缘由进行辨析并借此给出保养之策,以期增大管道的使用期限,从而促使工厂等生产产业可正常使用矿浆管道技术,增大使用率。
关键词:磷矿石;制浆系统;矿浆管道;磨蚀
一、概述
某化工企业载装一套产量在1200kt/a的磷矿选矿系统装置,其矿浆的输送状况可如图a所示,在投注使用该种选矿装置后发现,当进行磨机带料的试车项目时,旋流分级器的流回浆管道往往磨损程度较为严重,以聚丙烯为材质(管径DN300)的输管道仅需3.5h便可被磨损,易致使生产无法连续且系统运转失常,以该问题为导向,图a如下:
二、矿浆管道磨损的缘由
管道磨蚀,是因流通的液体中含固体颗粒且流通的速率较为快速,故而在较短时长内对管壁造成了一定的冲击和磨损[1]。追析磨损的缘由还需从磷矿的制浆体系进行思考,观察磷矿制浆装置体系,该体系主要使用Q3245的单仓湿式的形式进行大流量的溢流、流磨,流磨的磷矿浆需进行分级的程序后,进行顶流与底流的区分,并按比例分层进行筛选,诸如顶流30%的磷矿浆被判合格后将进入磷矿的浮选体系之中,而底流70%的粗矿浆在不达标的情况下将重返磨机中,并进行再一次的研磨[2]。在这个过程中应对磷矿制浆体系的旋流器进行解析,高度差的产生使得旋流器的顶流磷矿浆得以流入选矿体系,故而,当旋流器的铺设位置处于3楼的高度,此时磨机的入口位置与旋流器的出口底部相差近14-15m,且旋流器、磨机的入口将造成近1.4-1.5m的水平位距差,底流的磷矿浆回流管道在返流磨机入口时,管道中内置了一个拐弯口,磷矿浆将在拐弯口进行弯道变向,故而,矿浆管道在此拐弯口处的磨损状况较为突出[3]。
结合该表中磷矿浆粒度的测算结果可分析出,来自旋流分级器的磷矿浆颗粒径度较粗,且呈沙粒状的磷矿浆体自上往下流出旋流器底部之时,受地心的重力原理做了加速度的运动,故而此时的磷矿浆流动速率较快速,且粒径粗大的矿浆粒在长时间的流冲过程中也在磨刷管道,从而磨损了管道内部。
三、缓解管道磨损的策略构想
经数据等分析磷矿浆管道的磨损缘由后,笔者在试车的进程中尝试放弃pp材质的管道,并将不锈钢材质的管道进行铺设实践,以期多角度地解决管道磨损的病因,但应用不锈钢管道时仍可发现磨蚀情况亦不乐观,不锈钢管道的使用寿命仅为两日之久,无法从根本上适应工业的使用需要。故而针对耐侵蚀的管道材质进行再一次的筛选,最终敲定了对陶瓷管道的使用,该陶瓷型管道可在一定程度上对抗磷礦浆的大颗粒冲刷。与此同时,磷矿浆迅疾的流速是使得管道遭遇磨蚀的一个主要缘由,故而在进行磨蚀方案的解决构想时,应对症下药,即集中对磷矿浆的流速进行“由高往低”的降速。故而,笔者在设计改造中增加了“缓冲槽”这一设计,当磷矿浆流经旋流器组时,在旋流器底部设置缓冲槽,此时缓冲槽承接了磷矿浆的高速冲刷,该设计可缓解磷矿浆的高流速并降低颗粒对管道的冲刷磨损[4]。
四、改造结果测评
在经过上述的磷矿浆管道磨损缘由及改造后,并多次应用并运行防磨蚀的陶瓷管道、缓冲槽等,效果较为理想:底流的磷矿浆流经旋流器时颗粒磨损管道的问题得以较大解决,且可以发现,从旋流器底流及PO管道,其中PO管道为钢衬的聚丙烯材质,铺设在缓冲槽中,可使用的时长高达一年之久;除此以外,缓冲槽出口、磨机入口的管道铺设中,当接入钢衬陶瓷材质的管道可提升矿浆管道的整体使用时长(亦为1年)。
在不断对制浆体系进行加工升级的过程中,将其投入施工现场时再一次验证了,该体系了全面适应了磷矿矿浆的冲刷考验,与此同时,以钢衬陶瓷质地的管道替换以往的料浆质地管道,磨机入口处、缓冲槽出口所铺设的陶瓷管道将整体的管道使用寿命提至2年之久,较为理想。
五、结束语
综上所述,本篇文论主要以磷矿石矿浆管道的磨蚀为切点进行叙述,分别通过示范磷矿选矿体系图,对磨蚀缘由提出猜想并提出改进管道的材质、及增设缓冲槽等策略,进一步证实矿浆磨蚀的猜想及解决方略的合理性,最后对改进后的矿浆管道铺设进行实际的测验,再一次验证了缓冲槽、陶瓷管道可有效拯救矿浆管道的磨蚀情况。
参考文献:
[1]柳富明.长输矿浆管道流动特性的数值模拟[J].煤矿机械,2018.
[2]许振良,蔡荣宦,武日权,等.矿浆管道输送临界流速试验研究[J].洁净煤技术,2018,v.24;No.115(03):139-143.
关键词:磷矿石;制浆系统;矿浆管道;磨蚀
一、概述
某化工企业载装一套产量在1200kt/a的磷矿选矿系统装置,其矿浆的输送状况可如图a所示,在投注使用该种选矿装置后发现,当进行磨机带料的试车项目时,旋流分级器的流回浆管道往往磨损程度较为严重,以聚丙烯为材质(管径DN300)的输管道仅需3.5h便可被磨损,易致使生产无法连续且系统运转失常,以该问题为导向,图a如下:
二、矿浆管道磨损的缘由
管道磨蚀,是因流通的液体中含固体颗粒且流通的速率较为快速,故而在较短时长内对管壁造成了一定的冲击和磨损[1]。追析磨损的缘由还需从磷矿的制浆体系进行思考,观察磷矿制浆装置体系,该体系主要使用Q3245的单仓湿式的形式进行大流量的溢流、流磨,流磨的磷矿浆需进行分级的程序后,进行顶流与底流的区分,并按比例分层进行筛选,诸如顶流30%的磷矿浆被判合格后将进入磷矿的浮选体系之中,而底流70%的粗矿浆在不达标的情况下将重返磨机中,并进行再一次的研磨[2]。在这个过程中应对磷矿制浆体系的旋流器进行解析,高度差的产生使得旋流器的顶流磷矿浆得以流入选矿体系,故而,当旋流器的铺设位置处于3楼的高度,此时磨机的入口位置与旋流器的出口底部相差近14-15m,且旋流器、磨机的入口将造成近1.4-1.5m的水平位距差,底流的磷矿浆回流管道在返流磨机入口时,管道中内置了一个拐弯口,磷矿浆将在拐弯口进行弯道变向,故而,矿浆管道在此拐弯口处的磨损状况较为突出[3]。
结合该表中磷矿浆粒度的测算结果可分析出,来自旋流分级器的磷矿浆颗粒径度较粗,且呈沙粒状的磷矿浆体自上往下流出旋流器底部之时,受地心的重力原理做了加速度的运动,故而此时的磷矿浆流动速率较快速,且粒径粗大的矿浆粒在长时间的流冲过程中也在磨刷管道,从而磨损了管道内部。
三、缓解管道磨损的策略构想
经数据等分析磷矿浆管道的磨损缘由后,笔者在试车的进程中尝试放弃pp材质的管道,并将不锈钢材质的管道进行铺设实践,以期多角度地解决管道磨损的病因,但应用不锈钢管道时仍可发现磨蚀情况亦不乐观,不锈钢管道的使用寿命仅为两日之久,无法从根本上适应工业的使用需要。故而针对耐侵蚀的管道材质进行再一次的筛选,最终敲定了对陶瓷管道的使用,该陶瓷型管道可在一定程度上对抗磷礦浆的大颗粒冲刷。与此同时,磷矿浆迅疾的流速是使得管道遭遇磨蚀的一个主要缘由,故而在进行磨蚀方案的解决构想时,应对症下药,即集中对磷矿浆的流速进行“由高往低”的降速。故而,笔者在设计改造中增加了“缓冲槽”这一设计,当磷矿浆流经旋流器组时,在旋流器底部设置缓冲槽,此时缓冲槽承接了磷矿浆的高速冲刷,该设计可缓解磷矿浆的高流速并降低颗粒对管道的冲刷磨损[4]。
四、改造结果测评
在经过上述的磷矿浆管道磨损缘由及改造后,并多次应用并运行防磨蚀的陶瓷管道、缓冲槽等,效果较为理想:底流的磷矿浆流经旋流器时颗粒磨损管道的问题得以较大解决,且可以发现,从旋流器底流及PO管道,其中PO管道为钢衬的聚丙烯材质,铺设在缓冲槽中,可使用的时长高达一年之久;除此以外,缓冲槽出口、磨机入口的管道铺设中,当接入钢衬陶瓷材质的管道可提升矿浆管道的整体使用时长(亦为1年)。
在不断对制浆体系进行加工升级的过程中,将其投入施工现场时再一次验证了,该体系了全面适应了磷矿矿浆的冲刷考验,与此同时,以钢衬陶瓷质地的管道替换以往的料浆质地管道,磨机入口处、缓冲槽出口所铺设的陶瓷管道将整体的管道使用寿命提至2年之久,较为理想。
五、结束语
综上所述,本篇文论主要以磷矿石矿浆管道的磨蚀为切点进行叙述,分别通过示范磷矿选矿体系图,对磨蚀缘由提出猜想并提出改进管道的材质、及增设缓冲槽等策略,进一步证实矿浆磨蚀的猜想及解决方略的合理性,最后对改进后的矿浆管道铺设进行实际的测验,再一次验证了缓冲槽、陶瓷管道可有效拯救矿浆管道的磨蚀情况。
参考文献:
[1]柳富明.长输矿浆管道流动特性的数值模拟[J].煤矿机械,2018.
[2]许振良,蔡荣宦,武日权,等.矿浆管道输送临界流速试验研究[J].洁净煤技术,2018,v.24;No.115(03):139-143.