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瓮福中低品味磷精矿浆管道输送系统工艺设计

瓮福集团针对磷矿石品位较低，大量资源不能利用的现状，为提高资源利用

率，投资7亿元进行了中低品位磷矿石的扩建工程，其中新建磷精矿管道输送系

统，将磷精矿浆从新龙坝选矿厂输送至马场坪工业场地，输送距离46.9km。文

章主要介绍了磷精矿浆管道系统的输送工艺设计，设计时考虑到实际生产中不可

避免的产量波动，设计背压可调的消能站实现流量多级调节。通过调节泵速和消

能站中消能孔板组合的运行模式，矿浆可控制在最低能耗下输送，生产灵活性较

高，吨矿运输成本大幅降低，由原来的0.2元/吨·公里降低到0.1元/吨·公里，经

济效益显著。新管道系统于2013年5月成功投产使用，技术装备和经济指标达

到世界先进水平。

标签：磷精矿；浆体管道输送；沉积流速；过渡流速；水力高程线

前言

凡是能制作成浆的物料均可以用管道进行输送，即水力管道输送技术。该技

术是进行大宗能源物料运输的绿色环保专业技术，在节能环保方面有零排放、无

污染、无噪音、直埋地下，不破坏当地自然、人文景观和居民环境，地上还可以

绿化、恢复原生态，受天气变化影响小，利用地形落差来进行输送等方面的优势。

对于边远地区、距离终端用户较远、运输量较大的矿山企业，矿产品管道运输方

式在经济性、安全性、环境影响等方面比传统的公路、铁路运输具有明显优势，

现已广泛应用于金属矿山和非金属矿山生产的各种精矿、尾矿、煤碳等能源的输

送。

1995年瓮福集团建成了中国第1条长距离磷精矿浆管道输送系统，输送距

离46.7km，输送管道外径229mm，设计年输送磷精矿干基190万吨～210万吨。

2008年建成平行的回水管道，将终端磷肥厂的废酸水送回到首端选矿厂循环使

用，使整个企业做到废水零排放。

瓮福矿区磷矿石地质储量8.2亿吨，平均品位25%，约有50%的资源不能利

用。为提高资源综合利用率，2011年瓮福集团开展了中低品位磷矿综合利用项

目，总投资7亿元，包括中低品位磷矿选矿扩建及尾矿库、新建磷精矿管道输送

系统、磷精矿压滤脱水系统。

文章主要介绍了磷精矿浆管道系统的输送工艺设计，以设计依据为前提，确

定合理的设计原则，充分评估并利用现有管道系统，在开展磷精矿浆可输送性实

验的基础上，确定安全流速、设计管道规格、水力高程线、泵送能力及输送系统。

设计新建的磷精矿管道输送系统最大输送量520万吨/年，实现新建与现有管道

一起达到输送磷精矿干基660万吨/年，极大地节省了投资成本。

1设计依据

（1）最大输送矿石量：660万吨/年；

（2）运行时间：330天/年，7920小时/年；

（3）输送浓度（质量含固量）：62%±2%；

（4）管道设计寿命：30年；

（5）管线路由：新龙坝选矿厂现有隔膜泵站至马场坪工业场地，全长

46.9km，地形起伏较大。

2设计原则

现有磷精矿浆管道输送系统年可输送精矿干基190万～210万吨，经对该管

道的使用寿命评估后，按照年输送精矿干基200万吨计算，还可继续使用20年。

因此，新管道的设计时，充分利用现有管道系统，以降低投资成本。

（1）现有管道系统联合进行输送，两条管道的设计输浆能力如下：

现有老矿浆管道：精矿干基200万吨/年；

新建矿浆管道：精矿干基460万吨/年；

新老管道一起达到660万吨/年。

（2）现有管道系统主泵做为新建管道系统主泵的备用泵，新建管道系统不

设备用泵。可在现有管道出口和新建管道泵房出口设连通管和隔离阀，并通过对

现有管道系统的电气与自控部分进行相应改造，使其具有此功能。既可节省投资、

节省场地，还可盘活原有资产。

3输送工艺参数设计

3.1矿浆可输送性试验

首先对采样的待输送磷精矿浆进行可输送性试验[1]，包括如下内容：

（1）输送特性评估试验。固体比重实验、粒级分布实验、矿浆流变实验（3

个浓度水平），用于确定泵压和管道最小壁厚。（2）停车再启动特性评估试验。

沉降实验、安息坡度实验、沉积穿透重实验，用于确定管线最大容许坡度和停车

再启动可行性。（3）磨蚀性评估试验。矿样对钢管的磨蚀率实验，用于确定管道

壁厚裕量。

3.2工艺参数确定

3.2.1安全流速。为保证正常安全输送，输送流速应大于或等于临