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尾矿输送泵型的选择

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姬小东

摘要：本文介绍了尾矿输送泵的应用现状，通过对4种常用泵型工作原理、性能特点的比较，探讨了各种泵型的适用范围，并从效率、价格等不同角度对4种泵型进行了对比总结，为矿山企业的尾矿泵采购提供了选择依据。

关键词：尾矿泵；系统；主要特点

中图分类号：TV675 文献标志码：A

0 前言

随着我国工业化的发展，矿产量逐年增加，在生产精矿的过程中，也產生了大量的尾矿，尾矿在含有大量药剂的同时，也含有一些可以利用的化学元素，通过合理的处理方法，尾矿可用于充填采空区、作为建筑材料或者用于修筑公路等。为了对尾矿进行存储、二次开发，企业需要采购合理的输送泵，将尾矿输送至指定的地点堆积或利用。

用于浆体输送的泵型很多，企业在尾矿输送泵选型的过程中无所适从，无形中延长了采购过程，而且还面临着选型不合理的风险，影响了企业的经济效益。本文通过对常用尾矿泵型的介绍、对比，明确了各泵型在性能、价格及维修等方面的区别，为企业的尾矿泵选型提供了参考。

1 尾矿泵应用现状

如图1所示，尾矿处理设施主要包括：尾矿堆存系统、尾矿输送系统、尾矿库排洪系统、尾矿库回水系统与尾矿水净化系统。尾矿输送系统是连接尾矿排出端与存储端的重要部分，其运行状况直接影响尾矿处理的质量与效率。

尾矿泵是尾矿输送系统的核心设备，按泵体与被输送物料的关系，尾矿泵可分为：直接接触的泵和不直接接触的泵，前者主要包括离心式渣浆泵和柱塞泵，后者主要包括油隔离泵、隔膜泵和水隔离泵。

油隔离浆体泵是六十年代发展起来的一种泵型，主要用于中小型选矿厂的高压力尾矿输送系统，但由于价格高、耗油大、有污染等原因，现已很少使用，目前，在尾矿输送系统中，柱塞泵、渣浆泵、隔膜泵及水隔离泵为主要泵型。

2 4种常用尾矿泵的比较

2.1 柱塞泵

柱塞泵是一种容积式往复泵，其依靠柱塞的往复运动来改变工作腔的容积，进而达到吸入、排出液体的目的。其按作用方式可分为：单作用柱塞泵、双作用柱塞泵、差动柱塞泵等；按泵缸位置可分为：卧式柱塞泵与立式柱塞泵；按泵缸数目可分为：单缸柱塞泵、双缸柱塞泵、多缸柱塞泵等。

柱塞泵的主要特点如下：

（1）由于柱塞泵的泵体与浆体直接接触，柱塞、缸体等零件受矿浆磨损较为严重，这些磨损件的使用寿命较短，因此设备效率较低。

（2）柱塞泵可承受压力大（≥20MPa）、流量较小，当输送的浆体流量很大时，需要多台泵并联使用，会造成设备重量大，造价高。

因此，柱塞泵主要适用于介质磨蚀性较小、高压或超高压、流量小的场合。在低压（≤1MPa）或中压（1MPa～10MPa）浆体输送系统中较少采用，其效率一般比离心泵高10%～20%。

2.2 渣浆泵

渣浆泵属于叶片式离心泵，其通过叶轮旋转的离心力使固、液混合介质能量得到增加，将电能转换成为介质的动能和势能。渣浆泵主要分类见表1。

渣浆泵的主要特点包括：

（1）扬程低，主要用于短距离的管道输送，如果应用于长距离管道输送，则需要建很多的中间泵站或多台串联使用。

（2）主要部件与浆体直接接触，磨损较为严重，需要对主要零件进行定期更换，维护成本高。

（3）工作效率较低，耗电高，设备价格不高。

由于渣浆泵的上述特点，其主要应用于短距离管道输送，如厂内中间产品的输送等，从行业应用的角度看，渣浆泵的80%左右都是用在矿山行业选矿厂中。

2.3 隔膜泵

隔膜泵属于往复泵的范畴，依靠油缸内部的活塞往复运动来改变工作室的容积，从而达到吸入和排出浆体的目的。与普通活塞泵相比，该泵的特殊性在于其液力端上装有隔膜，使输送介质的过流件和带动隔膜弹性变形的活塞及油缸被隔膜隔开，最大限度地减少了与料浆直接接触的零件。隔膜泵按驱动方式可分为：气动、电动、液动；按泵缸数目可分为：单缸、双缸、三缸以及多缸等。

隔膜泵的主要特点如下：

（1）易损件少：隔膜将矿浆与油介质分隔，活塞、活塞杆、缸套等零件不与矿浆直接接触，避免了矿浆对其磨损，保证了这些零件的使用寿命。同时，与矿浆直接接触的只有进出料阀件、隔膜、进出料管等，而隔膜的使用寿命大于8000h，真正的易损件仅为进、出阀。

（2）自动化程度高：基于液压、电气控制系统与机械部件的合理配置，设备能够自动实现油缸的补油、排油动作，可通过触摸屏、远程不同方式实现对泵的监测与控制。

（3）效率与连续运转率高，维护保养方便，设备价格略高。

近十几年内，隔膜泵已广泛应用于长距离管道化输送、选矿厂精矿和尾矿的输送、膏体输送等工艺。在尾矿输送领域中，隔膜泵主要应用于大流量、中压浆体的输送。

2.4 水隔离泵

水隔离泵是一种大流量、中压浆体泵，其使用高压清水泵作为动力源，以水作为驱动液体，利用隔离装置把清水泵输出的清水与要输送的矿浆隔离开，同时将高压清水的能量传递给浆体，从而实现矿浆的输送，实际生产中，由于单罐水隔离泵的输送过程不连续，大部分水隔离泵是一个严密的设备组合系统，主要设备包括渣浆泵、清水泵喂料罐等。

水隔离泵主要特点如下：

（1）由于采用多级清水泵作为动力源，因此扬程、流量范围较宽。

（2）清水与浆体被隔离装置隔离开来，故清水可循环使用，节能环保。

因此，水隔离泵适用于中压、浆体流量较稳定的管道输送系统。一般需要输送的物料比重>1、浆体重量浓度<70%，供浆高差大于7 m。

结论

尾矿泵的选型需要综合考虑采购成本、使用需求等多个要素，隔膜泵、水隔离泵、渣浆泵及柱塞泵在使用范围、效率、价格等方面存在着如下差异：

（1）使用范围。隔膜泵与水隔离泵的适用流量、压力范围都较大，目前，国产隔膜泵生产的隔膜泵压力范围1.5 MPa～35MPa，流量25 m3/h ～650m3/h。水隔离泵压力范围0.6MPa～10MPa，流量30m3/h ～1000m3/h。而柱塞泵与渣浆泵则需要并联或串联才能实现大流量或高压力的输送目的。

（2）效率。隔膜泵最高在90%以上，水隔离泵与柱塞泵次之，水隔离泵的效率平均在70%～80%，柱塞泵的效率平均在70%～85%，渣浆泵最低。

（3）价格。相同流量扬程下，隔膜泵的价格最高，水隔离泵次之，柱塞泵价格低于前两者，但其磨损零件多，维修费用高。而隔膜泵的磨损零件和磨损费用均为最少。

（4）可靠性。与柱塞泵、渣浆泵及水隔离泵相比，隔膜泵由于采用了全自动检测、运行、报警，可自动显示运行状态，使用更加方便可靠，故障率更低。

参考文献

[1]凌学勤.往复式活塞隔膜泵与尾矿存储技术[J].金属矿山，2010（4）：112-115.

[2]王海塔，王丽嫦，王立.水隔离浆体泵在金安铀页公司的应用[J].铀矿冶，2011（3）：166-168.

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