尾渣库干渣堆存配套之钙镁渣矿浆固液分离设计方案.docx
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尾渣库干渣堆存配套之钙镁渣矿浆固液分离设计方案
2#尾渣库干渣堆存配套之
钙镁渣矿浆固液分离设计方案
1概述
2建设方案
2.1方案制定的基本原则
2.2设计依据
2．3设计规模和主要指标
2.4工艺方案
2.4.1工艺流程
2.4.2主要设备的选型
3工艺计算
3.1计算依据
3.2物料平衡计算
3.2.1一段沉镍工序
3.2.2二段沉镍工序
3.2.3沉镁锰工序
3.2.4钙镁渣浓缩工序
3.2.5压滤工序
3.2.6钙镁渣矿浆固液分离全流程物料平衡
4设备计算与选型
4.1设备与管道部分
4.1.1钙镁渣矿浆输送
4.1.2钙镁渣矿浆沉降浓缩
4.1.3絮凝剂稀释系统
4.1.4钙镁渣压滤
4.1.5废水回用系统
4.2管道桥架、支架
4.3设备、材料汇总
5电气设计
6土建工程
6.1土建工程
6.2防腐工程
6.3土建工程汇总
7安全与环保
7.1安全
7.2环保
8劳动定员
9工程建设的主要内容
10运行费用估算
11投资估算
12进度计划
12.1工程进度计划
12.2资金需求计划
钙镁渣矿浆固液分离设计方案
1概述
xx科技矿冶有限公司于2008年4月份开始进行2#尾渣库的相关工作，但是由于征地等原因，尾渣库的建设工作未能跟上。
2008年，公司委托中国xx公司设计出了尾渣湿渣堆存的方案。
2009年6月份，受山西尾矿库溃坝事故的影响，哈尔滨自治区安监局否决了我公司2#尾渣库的“湿渣”堆存方案，提出必须“干渣”堆存的要求后，公司立即针对钙镁渣如何堆放开展工作，并委托xx公司进行尾渣干堆方案设计，同时就钙镁渣如何“出干渣”问题，制定了初步方案，并进行了一系列的实验、工业试验与论证工作。
11月份以来，又对方案进行了多次核算、分析与讨论，最终确定了钙镁渣“出干渣”方案。
目前1#尾渣库服务生产的期限已迫在眉睫，浸出渣开始堆放到临时渣场。
为了保证生产的正常运行，钙镁渣“出干渣”工程必须立即投资建设。
2建设方案
2.1方案制定的基本原则
方案制定与建设过程中遵循的几个原则为：
（1）实现废水处理后矿浆的液-固分离，分离出来的钙镁渣满足自治区安监局关于干堆的要求，液体达到公司回用水要求。
（2）工期尽量短，尽快投入使用。
（3）与现有生产系统紧密衔接，建设过程不影响生产，也不影响今后镍的扩能。
（4）节省投资，尽量使用现有的设施、设备。
（5）工艺操作和设备选用考虑节能降耗，尽可能降低运行成本。
（6）考虑设备的长期利用，镁盐项目上马后不造成闲置与浪费。
2.2设计依据
2009年11月10日《钙镁渣出干渣改造方案研讨会》会议纪要。
2009年11月24日《钙镁渣出干渣方案讨论会》会议纪要。
2009年11月26日《钙镁渣出干渣设计参数谈论会》会议纪要。
2009年5月至7月《钙镁渣出干渣工业试验总结》。
2009年10月份《钙镁渣沉降浓缩及过滤性能试验报告》。
2009年6月2日自治区安监局对《关于恳请解决xx科技矿冶有限公司拟建尾渣库建设安全问题的请示》的复函。
2009年8月至2009年11月份压滤工段生产记录。
2009年8月至2009年11月份沉镁车间石灰乳制备及废水处理生产记录。
2009年8月至2009年11月份精炼车间沉镍工段生产记录。
2009年8月至2009年11月份浸出车间搅拌浸出工段生产记录。
2008年9月至2009年11月份生产计划部有关红土镍矿化学成分的统计报表。
2．3设计规模和主要指标
规模与15Ni/d相配套。
产出的清液无肉眼可见的固体颗粒，达到回用水标准。
钙镁渣含水＜50%，达到“干渣”堆放的要求。
2.4工艺方案
2.4.1工艺流程
沉镁车间产出的钙镁渣矿浆，经渣浆泵输送至Ф38米浓密机进行沉降分离，浓密机上清液经管道自流到沉镁车间应急水池，通过泵输送至1#尾渣库贮存，再通过现有的废水回用系统送回生产系统，富余部分由现有的废水排放管道排出。
钙镁渣经过Ф38米浓密机浓缩到16%后，底流由矿浆输送泵输送至压滤工段的矿浆中间槽，再由压滤泵输送至压滤机进行液-固分离，滤液自流到浓密机作为稀释水使用，钙镁渣滤饼用车辆运输到固体废渣堆场，与搅拌浸出渣混合后堆存。
工艺流程如图1所示。
2.4.2主要设备的选型
（1）过滤设备
根据渣的性能，分别对带式过滤机、隔膜压滤机进行了固液分离的工业试验，最终确定了隔膜压滤机作为固液分离的设备。
针对压滤工段拥有22个可以安装250m2压滤机的空位的现状，通过综合比较，最终确定选用350/1500型隔膜压滤机22台，对现有的压滤机的空位进行改造，可以满足与15吨镍/天配套的出干渣要求，避免新建厂房对投资、工期的影响，改造期间也不影响现有的生产。
（2）浓缩设备
废水处理车间产出的矿浆量为10401t/d，浓度为6-10%，直接进行压滤机固液分离，需要350/1500型压滤机数量为34台，设备投资大，运行费用高，生产组织难度较大，而且现有的压滤车间空余的位置不够，必须新建厂房。
针对公司拥有多台闲置的Ø38米浓密机的现状，与钙镁渣沉降与过滤试验结果，结合Ø18米、Ø38米、Ø58米浓密机生产经验，采用Ø38米浓密机可以将矿浆浓度提高到16%以上，将大幅提高压滤机的固液分离效率，压滤机台数由34台减少到22台，同时也是保证固液分离后的废水达到回用标准的必要手段。
Ø38米浓密机浓缩钙镁渣没有工业生产的经验，具有一定的不确定因素。
综合考虑，确定采用Ø38米浓密机对矿浆进行浓缩。
3工艺计算
3.1计算依据
电解镍产量15t/d
沉镍前液含镁量7.1t/tNi（前提是假设此前工艺使用不含镁的水进行生产而得到的数据。
）
沉镍前液镍浓度2.8g/l
沉镍前液密度1.05g/mL
一段沉镍镍沉淀率90%
一段沉镍镁沉淀率0%
一段沉镍tN耗氢氧化钠量为1.30t
1#38m浓密机加入的絮凝剂量忽略不计
一段沉镍浓密机底流浓度3%
一次沉镍氢氧化镍镍品位40%
一次氢氧化镍含水率70%
二段沉镍效率100%
二段沉镍浓密机底流浓度15%
二次氢氧化镍镍品位10%
二次氢氧化镍水分68%
沉镍氢氧化钠浓度50g/l
废水处理石灰乳浓度150g/l
150g/L石灰乳密度1.10g/mL
压滤后钙镁渣水分为50%
沉镁后液（回用水）镁离子浓度3g/l（废水在使用过程中假设此附加的镁浓度不会变化！
）
设备运转率330天/年
3.2物料平衡计算
以天为单位进行物料平衡计算。
3.2.1一段沉镍工序
（1）进料
沉镍前液：
沉镍前液含镍量：
15÷90%=16.67t/d
沉镍前液体积：
16.67÷2.8*1000=5954m3/d
沉镍前液带入水量：
5954÷1.05-16.67=5654t/d
沉镍前液镁浓度7.1×1000×15÷5954＋3=20.89g/l
沉镍前液带入镁量：
20.89×5954÷1000=124.4t/d
沉镍前液总物料量5954+7.1×15×5=6486.5t/d
一次沉镍氢氧化钠：
氢氧化钠带入水量：
15×1.3÷0.05-15×1.3=370.5m3/d
一段沉镍工序带入总水量：
5654+370.5=6024.5t/d
（2）出料
一段沉镍后液：
一段沉镍后液含镍量：
1.67t/d
一段沉镍后液含镁量：
124.4t/d
一段沉镍后液含水量：
6024.5t/d
1#38米浓密机溢流：
1#38米浓密机溢流镍浓度：
1.67×1000÷6024.5=0.277g/l
1#38米浓密机溢流镁浓度：
124.4×1000÷6024.5=20.65g/l
1#38米浓密机溢流带走水量：
6024.5-1213=4811.5t/d
1#38米浓密机溢流带走镍量：
0.277×4811.5÷1000=1.33t/d
1#38米浓密机溢流带走镁量：
20.65×4811.5÷1000=99.36t/d
1#38米浓密机底流
1#38米浓密机底流氢氧化镍带出镍量：
15t/d
1#38米浓密机底流带出氢氧化镍量：
15÷0.4=37.5t/d
1#38米浓密机底流量：
15÷0.4÷0.03=1250t/d
1#38米浓密机底流带走水：
1250-37.5=1213t/d
1#38米浓密机底流带走游离镍：
0.277×1213÷1000=0.336t/d
1#38米浓密机底流带走镁：
20.65×1213÷1000=25.05t/d
表1一段沉镍工序物料平衡表
项目
物料名称
Ni
Mg
H2O
t/d
%
t/d
%
t/d
%
收入项
沉镍前液
16.67
100
124.4
100
5654
93.5
氢氧化钠
370.5
6.5
合计
16.67
100
124.4
100
6024.5
100
排出项
浓密机溢流
1.33
8.0
99.36
80.0
4811.5
79.9
浓密机底流液态
0.336
2.0
25.05
20.1
1213
20.1
氢氧化镍
15
90
合计
16.67
100
124.4
100
6024.5
100
3.2.2二段沉镍工序
（1）进料
1#38米浓密机溢流
1#38米浓密机溢流带入水量：
4811.5t/d
1#38米浓密机溢流带入镍量：
1.33t/d
1#38米浓密机溢流带入镁量：
99.36t/d
氢氧化钠
二次沉镍需要氢氧化钠：
1.67×1.3=2.17t/d
氢氧化钠带入水量：
2.17÷0.05-2.17=41.23t/d
制液工段压滤后返回量：
返回的一段底流水量：
1250-15÷0.4÷0.7＝1196t/d
返回的一段底流镍量：
1196×0.277÷1000=0.33t/d
返回的一段底流镁量：
1196×20.65÷1000=24.70t/d
返回的洗水量：
1200t/d
制液工段合计返回量：
合计返回水量1196+1200=2396t/d
镍浓度0.277*1196÷2396=0.138g/l
镁浓度20.65*1196÷2396=10.31g/l
二段沉镍工序合计：
二段沉镍收入总水量：
4811.5+1196+1200+41.23=7248.7t/d
进入二段沉镍系统的镍离子浓度：
（4811.5×0.277+0.277*1196）÷7248.7=0.229g/L
进入二段沉镍系统的镁离子浓度：
（4811.5×20.65+20.65*1196）÷7248.7=17.11g/L
（2）出料
2#浓密机底流：
底流带走镍量：
1.67t/d
二次沉镍干渣量：
1.67÷10%=16.7t/d
2#底流带走水量：
16.7÷15%-16.7=94.6t/d
2#底流带走镁量：
17.11×94.6÷1000=1.62t/d（二次沉镍沉淀的镁忽略不计。
）
2#浓密机溢流：
溢流水量：
7267.2-94.6=7172.6t/d
溢流带走镁量：
99.4+24.94-1.61=122.7t/d
表2二段沉镍工序物料平衡表
项目
物料名称
Ni
Mg
H2O
t/d
%
t/d
%
t/d
%
收入项
二次沉镍前液
1.33
79.64
99.4
79.96
4830
66.6
制液返回滤液
0.33
19.76
24.94
20.06
1196
16．3
制液返回洗水
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