稀土矿选矿是一个涉及破碎、磨矿、分选、脱水等多个环节的复杂工艺过程,其中输送、给料、排料等流程对管道系统有着严格的要求。管材的选择不仅直接影响生产流程的稳定性和连续性,更关乎设备寿命、维护成本乃至最终精矿产品的质量与回收率。
在稀土选矿工艺中,管材的应用场景广泛而关键:
- 矿浆输送管道:这是管材最主要、最严苛的应用场景。从原矿破碎后的浆料到浮选、磁选、重选等各分选环节,再到浓缩、过滤脱水,矿浆在整个流程中持续流动。矿浆通常具有腐蚀性(因pH值调节药剂)、磨蚀性(含固体矿物颗粒),且流速、浓度变化大。因此,要求管材必须具备优异的耐磨性、耐腐蚀性、耐内压能力以及低流动阻力。
- 工艺水管路:包括生产补加水、药剂配制与添加管道、冷却水管等。这类管道对耐化学药剂腐蚀(尤其是酸性或碱性药剂)和防结垢性能要求较高,以确保水质稳定和药剂精准投加。
- 尾矿输送管道:将分选后的尾矿浆输送至尾矿库。尾矿粒度可能较细,但输送距离长、流量大,对管材的长距离耐磨性、抗冲击性以及安装便捷性要求突出,以降低管道磨损泄漏风险和维护频率。
- 通风与除尘管道:在破碎、筛分、干燥等产生粉尘的工序,需要管道系统进行通风除尘。这类管道要求重量轻、密封性好、耐轻微腐蚀。
主流管材类型及其特点:
- 高密度聚乙烯(HDPE)管:
- 优点:重量轻、柔韧性好、耐腐蚀性极佳(尤其耐酸碱)、内壁光滑阻力小、安装连接方便(热熔对接)。
- 适用:广泛用于腐蚀性较强的矿浆、工艺水及长距离尾矿输送。其耐磨性可通过增加壁厚或使用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)材料来提升。
- 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管:
- 优点:在HDPE基础上,耐磨性是钢管的4-7倍,抗冲击性强,自润滑性好,不易粘附结垢。
- 适用:高磨蚀性矿浆的核心输送段,如旋流器给料管、分级机返砂管等,能显著延长使用寿命。
- 钢衬耐磨管道(如钢衬陶瓷管、钢衬超高分子量聚乙烯管):
- 优点:结合了钢管的高强度、高承压能力和内衬材料(陶瓷、UHMW-PE、橡胶)的极致耐磨、耐腐蚀特性。
- 适用:高压、高磨损、强冲击的极端工况,如磨机出口、泵出口、弯头、分叉管等易磨损部位。
- 耐磨橡胶管:
- 优点:弹性好,抗冲击和吸收振动能力强,耐颗粒磨蚀性能优良。
- 适用:常用于振动给料机下料口、短距离柔性连接等需要缓冲和适应复杂安装位置的场合。
- 传统钢管(如无缝钢管):
- 优点:机械强度高,承压能力好,工艺成熟。
- 适用:在腐蚀和磨损不严重的清水、通风系统,或作为外护管与内衬管配合使用。通常需要采取内壁涂覆耐磨涂层、增加壁厚等防护措施,维护成本较高。
选型考量因素:
选择稀土选矿工艺管材时,需进行综合技术经济分析,主要考量:
- 介质特性:矿浆的pH值、固体颗粒的硬度、粒度、浓度、流速。
- 工况参数:工作压力、温度、输送距离、安装环境。
- 性能要求:耐磨寿命、耐腐蚀等级、抗冲击性、防结垢需求。
- 经济性:初始投资成本、安装维护便捷性、使用寿命周期内的总成本。
- 可靠性与安全性:管道连接的可靠性、抗泄漏能力、对生产连续性的保障。
结论:
在现代化、大型化的稀土选矿厂中,传统的单一材质钢管正逐渐被高性能的HDPE/UHMW-PE管及钢衬复合管所替代。这种转变旨在应对稀土矿物特性复杂、药剂环境多样带来的挑战,通过选用合适的“工艺血管”,实现降本增效、稳定运行和清洁生产的目标。科学的管材选型与应用,是优化稀土选矿整体工艺、提升经济效益的重要一环。