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摘要：榆木沟尾矿库为二等库，其排洪系统有截洪沟、溢洪道、排水井、排水管、排水隧道等组成，而尾矿矿浆水中含有煤油、聚丙烯酰胺、氰化钠、二号油等物质，其中氰化钠为剧毒化学物质，如果外排将会造成严重的污染，甚至危及到人的生命安全，对此，实现尾矿库尾矿水的零排放是急待解决的问题。
关键字：排水系统；尾矿矿浆；零排放
【分类号】：X751.03
概述：榆木沟尾矿库系统水量不平衡，进入尾矿库系统的水量多，现有的回水能力不足，带来以下几个方面的问题。其一，回水能力不足，尾矿库回水不得不经常外排，造成环保问题以及水资源的白白浪费。其二，回水外排的越多，则需要从水源地补充的新水就越多，水源的水呈酸性，而选矿浮选作业适宜于在碱性条件下进行，水源地的水用量越大，选矿时矿浆越难以达到合适的碱性条件，影响起泡剂及铜拟制剂的作用效果，从而影响选矿回收率、铜拟制剂的用量和铜含量的稳定。其三，选矿用水共有三个供水点，水源地的供水成本约为3元/t，尾矿库的回水成本约为1.2元/t，厂前回水成本约为0.25元/t。水源地的水用得越多，供水成本越高，越不经济。
通过计算可知，选厂实际总供水能力为22560m3/d，设计选矿总用水量20857m3/d。总供水能力比总用水量多1703 m3/d，正常时能够满足生产需要。但系统的灵活性较差，主要体现在：一、榆木沟尾矿库3台泵，设计考虑两用一备，但实际选矿处理量达到10000t/d时，3台泵全部运行，无备用泵。二、生产新水设计用水量为3389 m3/d，实际选矿处理量达到10000t/d时，2台泵常常需要同时开，水量达到6240 m3/d，新水使用量比较大。三、厂前回水占总供水量的50%，对厂前回水的依赖性过大，一旦厂前回水系统出现故障，严重影响生产。
为了解决以上问题，对榆木沟尾矿库水量平衡及给排水系统进行研究，提出并实施尾矿回水系统进行扩容改造，以增加榆木沟的回水能力，实现尾矿水零外排。
一、方案实施过程
在尾矿库回水水库下游，现有的回水泵房西南侧新建一个固定回水泵房，回水泵房结构及面积按现有泵房考虑，取消电动葫芦改为桥式起重机，利用现有的吸水池。泵房内增设两台多级耐磨离心泵（一用一备），水泵的性能参数为：额定流量Q=340m3/h，扬程H=430m，配套电机额定功率630kW。
自新增泵房往选厂回水高位水池新增一趟D325回水管道。管道沿现有的回水管线敷设，长度按照现有管道2200m，不设钢支架和支墩。
现有的供电负荷不能满足改造后的需要，但为了节省投资，榆木沟回水泵房不增设供电线路。计划将与回水水泵同在一条供电线路上的尾矿稀释水泵以及尾矿库生活区的负荷调整到其它线路，只作局部线路改造。改造后，保证榆木沟回水泵房的负荷能满足两台大泵同时运行的要求。
改造示意图见图1，图中虚线部分为改造部分。
图1：榆木沟回水系统扩容改造示意图
二、方案效益效果分析
本项目的完成，榆木沟尾矿库的回水能力大幅度提高，在水源地供水系统不运行的情况下，仅仅依靠尾矿回水和厂前回水即可满足10000吨/日的选矿用水需要。实现尾矿水零外排，避免了尾矿水外排带来的环保问题和水资源的浪费，取得巨大环境效益的同时，降低了供水成本，提高了选矿公司生产用水的灵活性、可靠性和稳定性。
1、经济效益：榆木沟尾矿库回水系统扩容改造后，经济效益主要体现在以下几个方面：
1.1.减少回水外排带来的环保问题。节省排污费（680-390）×24×300×0.7/10000=146.16万元。
1.2.减少停机时间，保障选厂生产稳定运行。每月按照减少影响时间1天计算，则每年可减少停机12天，则每年产生的效益约为400万元。
1.3.大幅度缓解电业局压负荷停电时，对生产的影响。有利于稳定生产指标，提高经济效益。按照厂前浓密池放矿一次的影响7天，这7天里由于PH难以调节，回收率降低5%，日处理原矿量按照10000t，原矿品位0.08%，钼精矿售价按照目前的1300元/t/度计算，则放矿一次造成的经济损失为：
10000×7×0.08%×5%×1300×100/10000=36.4万元
按照两个月放矿一次，则每年由于厂前浓密池放矿造成的经济损失为：36.4×6=218.4万元。
1.4.尾矿回水系统改造后，能大幅度减少水源地新水用量，榆木沟增加的回水量=水源地新水的减少量。按照水源地一台泵的流量160 m3/h，新水供水成本3元/t，尾矿回水供水成本1.2元/t，每年300天计算，则尾矿回水系统改造后，每年可节约电费：
160×24×300×（3-1.2）/10000=207.36万元
减少水源地清水使用费（680-390）×24×300×0.25/10000=52.2万元
1.5.减少石灰用量产生的经济效益为：选厂为了调节生产系统的PH值，每天在厂前浓密池添加石灰40t，改造后，按照每天减少白灰5t计算，则每年节约的经济效益为：5*300*300/10000=45万元。
综合上述计算，本项目研究成果实施后，每年可创造经济效益：
146.16+400+218.4+207.36+52.2+45=1269.12万元
改造完成后，每年运行成本约478.72万元，其中动力消耗468.72万元，维修保养及材料消耗：10万元/年。原设计的小泵功率280kW，改造后的大泵功率630 kW。
如果按照两台大泵运行，负荷为1260kW；按照一台大泵和一台小泵运行，负荷为910 kW。每年按照300天计算，其中两台大泵、一台大泵和一台小泵运行的时间各为150天，则每年的电费为468万。
综上，本项目的研究成果实施后，每年可获得经济效益1269.12-468=801.12万元。
2、社会环境效益：实现尾矿水零外排，避免了尾矿水外排对下游河道及周边环境的污染，达到了节约生产成本和保护环境的目标。
结论
此项目研究从根本上解决了尾矿库回水外排的现象，节约了大量了公司成本，稳定了矿山企业的正常生产运行，同时产生了客观了经济利润，对于现在处于尾矿库回水问题的企业提供一个有利的参考价值。
关键字：排水系统；尾矿矿浆；零排放
【分类号】：X751.03
概述：榆木沟尾矿库系统水量不平衡，进入尾矿库系统的水量多，现有的回水能力不足，带来以下几个方面的问题。其一，回水能力不足，尾矿库回水不得不经常外排，造成环保问题以及水资源的白白浪费。其二，回水外排的越多，则需要从水源地补充的新水就越多，水源的水呈酸性，而选矿浮选作业适宜于在碱性条件下进行，水源地的水用量越大，选矿时矿浆越难以达到合适的碱性条件，影响起泡剂及铜拟制剂的作用效果，从而影响选矿回收率、铜拟制剂的用量和铜含量的稳定。其三，选矿用水共有三个供水点，水源地的供水成本约为3元/t，尾矿库的回水成本约为1.2元/t，厂前回水成本约为0.25元/t。水源地的水用得越多，供水成本越高，越不经济。
通过计算可知，选厂实际总供水能力为22560m3/d，设计选矿总用水量20857m3/d。总供水能力比总用水量多1703 m3/d，正常时能够满足生产需要。但系统的灵活性较差，主要体现在：一、榆木沟尾矿库3台泵，设计考虑两用一备，但实际选矿处理量达到10000t/d时，3台泵全部运行，无备用泵。二、生产新水设计用水量为3389 m3/d，实际选矿处理量达到10000t/d时，2台泵常常需要同时开，水量达到6240 m3/d，新水使用量比较大。三、厂前回水占总供水量的50%，对厂前回水的依赖性过大，一旦厂前回水系统出现故障，严重影响生产。
为了解决以上问题，对榆木沟尾矿库水量平衡及给排水系统进行研究，提出并实施尾矿回水系统进行扩容改造，以增加榆木沟的回水能力，实现尾矿水零外排。
一、方案实施过程
在尾矿库回水水库下游，现有的回水泵房西南侧新建一个固定回水泵房，回水泵房结构及面积按现有泵房考虑，取消电动葫芦改为桥式起重机，利用现有的吸水池。泵房内增设两台多级耐磨离心泵（一用一备），水泵的性能参数为：额定流量Q=340m3/h，扬程H=430m，配套电机额定功率630kW。
自新增泵房往选厂回水高位水池新增一趟D325回水管道。管道沿现有的回水管线敷设，长度按照现有管道2200m，不设钢支架和支墩。
现有的供电负荷不能满足改造后的需要，但为了节省投资，榆木沟回水泵房不增设供电线路。计划将与回水水泵同在一条供电线路上的尾矿稀释水泵以及尾矿库生活区的负荷调整到其它线路，只作局部线路改造。改造后，保证榆木沟回水泵房的负荷能满足两台大泵同时运行的要求。
改造示意图见图1，图中虚线部分为改造部分。
图1：榆木沟回水系统扩容改造示意图
二、方案效益效果分析
本项目的完成，榆木沟尾矿库的回水能力大幅度提高，在水源地供水系统不运行的情况下，仅仅依靠尾矿回水和厂前回水即可满足10000吨/日的选矿用水需要。实现尾矿水零外排，避免了尾矿水外排带来的环保问题和水资源的浪费，取得巨大环境效益的同时，降低了供水成本，提高了选矿公司生产用水的灵活性、可靠性和稳定性。
1、经济效益：榆木沟尾矿库回水系统扩容改造后，经济效益主要体现在以下几个方面：
1.1.减少回水外排带来的环保问题。节省排污费（680-390）×24×300×0.7/10000=146.16万元。
1.2.减少停机时间，保障选厂生产稳定运行。每月按照减少影响时间1天计算，则每年可减少停机12天，则每年产生的效益约为400万元。
1.3.大幅度缓解电业局压负荷停电时，对生产的影响。有利于稳定生产指标，提高经济效益。按照厂前浓密池放矿一次的影响7天，这7天里由于PH难以调节，回收率降低5%，日处理原矿量按照10000t，原矿品位0.08%，钼精矿售价按照目前的1300元/t/度计算，则放矿一次造成的经济损失为：
10000×7×0.08%×5%×1300×100/10000=36.4万元
按照两个月放矿一次，则每年由于厂前浓密池放矿造成的经济损失为：36.4×6=218.4万元。
1.4.尾矿回水系统改造后，能大幅度减少水源地新水用量，榆木沟增加的回水量=水源地新水的减少量。按照水源地一台泵的流量160 m3/h，新水供水成本3元/t，尾矿回水供水成本1.2元/t，每年300天计算，则尾矿回水系统改造后，每年可节约电费：
160×24×300×（3-1.2）/10000=207.36万元
减少水源地清水使用费（680-390）×24×300×0.25/10000=52.2万元
1.5.减少石灰用量产生的经济效益为：选厂为了调节生产系统的PH值，每天在厂前浓密池添加石灰40t，改造后，按照每天减少白灰5t计算，则每年节约的经济效益为：5*300*300/10000=45万元。
综合上述计算，本项目研究成果实施后，每年可创造经济效益：
146.16+400+218.4+207.36+52.2+45=1269.12万元
改造完成后，每年运行成本约478.72万元，其中动力消耗468.72万元，维修保养及材料消耗：10万元/年。原设计的小泵功率280kW，改造后的大泵功率630 kW。
如果按照两台大泵运行，负荷为1260kW；按照一台大泵和一台小泵运行，负荷为910 kW。每年按照300天计算，其中两台大泵、一台大泵和一台小泵运行的时间各为150天，则每年的电费为468万。
综上，本项目的研究成果实施后，每年可获得经济效益1269.12-468=801.12万元。
2、社会环境效益：实现尾矿水零外排，避免了尾矿水外排对下游河道及周边环境的污染，达到了节约生产成本和保护环境的目标。
结论
此项目研究从根本上解决了尾矿库回水外排的现象，节约了大量了公司成本，稳定了矿山企业的正常生产运行，同时产生了客观了经济利润，对于现在处于尾矿库回水问题的企业提供一个有利的参考价值。