浅述某石煤提钒项目总图运输设计

熊福强

【摘要】本文从工程实例出发，对石煤提钒冶炼项目总图设计中的厂址选择、总平面布置、竖向布置和厂区道路等几个方面予以论述分析，结合项目实例阐述总图设计的布置方案，以供大家探讨。

【关键词】石煤提钒、总平面布置、竖向设计

含钒石煤是我国特有一种的钒矿资源，其储量占我国钒矿资源储量的37%。随着我国石煤钒矿资源的大力开发，石煤钒矿拌酸熟化浸出提钒工艺得到发展推广，其主要工艺流程为：将含钒矿石筛分破碎至-2.0mm，加水陈化后，再加酸拌匀入熟化窑中保温熟化，熟化矿浆加水浸出提取可溶性钒盐（利用熟化料中残存的硫酸，相当于酸浸），通过固液分离，浸出贵液用石灰石中和调节pH值，过滤去除滤渣得到中和后的含钒母液，母液采用树脂进行离子交换，并再解析得到高浓度贵液，净化后的贵液加铵盐沉钒，过滤得到偏钒酸铵产品，将偏钒酸铵脱水灼烧脱氨后即得粉状五氧化二钒。

笔者从工程实例出发，结合上述石煤提钒工艺项目中总图设计所包含的厂址选择、总平面布置、竖向布置和厂区道路等几个方面予以论述分析，结合项目实际提出自己的见解，以供大家设计探讨。

一、厂址选择

厂址选择是总图设计的重要内容，选址应符合国家及有色金属行业有关厂址选择的相关法律、标准和规范，符合项目当地城乡统筹总体规划的相关要求。提钒冶炼厂址应靠近钒矿采区但不应压覆具有开采价值的矿藏，缩短原矿运输距离，减少运输能耗，有条件时可采用皮带栈桥输送。厂址应位于不受洪水、潮水或内涝等威胁的地带，当无法避免时，必须设置可靠的防洪、排涝措施。选址还应具有合适的地形高差和坡度，既满足物料和液体输送的要求，又能缩短输送矿料栈桥、矿浆管道长度。厂址还应具有满足企业建设的适宜面积和发展预留用地等。

作者参与设计的某石煤提钒厂区经现场踏勘对比，最终选址位于矿区露天采区北侧约1.2km处较为开阔戈壁滩坡地，现状为低矮戈壁滩丘陵。自然地势东南高、西北低，地面最大高差35m，丘陵区顶部面积适宜，局部小冲沟浅而细密；该处距离采区较近，运输距离较短，节省物料运输费用；地势高差方便设施台阶，周围无较大汇水面积，厂址不受暴雨洪水威胁；适宜的高差方便固体输送和液体自流，小冲沟适合部分地下设施布置，减少开挖量，是一处较为理想的提钒冶炼厂址。

二、总平面布置

总平面布置在符合标准规范的前提下，以满足工艺生产，方便物流运输为主要原则，充分利用地形合理布置各生产车间，主要公辅设施围绕主要生产车间就近合理布置。

设计根据原矿来料方向，将原矿堆场和破碎筛分车间紧邻布置，并位于场地南侧地势较高位置；结合厂区用地形状和物料走向，向东布置陈化库和熟化窑，充分利用物料“在加工中运输”的思路布置车间走向；在浸出提取车间附近，合理布置石灰库，并将出渣方位朝向尾渣堆场，方便尾渣运输；将中和车间布置于浸出车间附近，方便浸出母液管道和中和后尾渣浆料返回；将离子交换车间、除杂过滤车间和沉钒干燥煅烧车间做成联合厂房，即满足工艺生产要求，又能减少土建工程量和工艺管道长度，节约投资。

公辅设施根据场地条件及其服务对象合理就近布置于主要车间周边，形成联系紧密，美观合理的布局。设计将总变配电室与机修间贴建，且靠近主要用电负荷中心布置；将燃气锅炉方布置与场地边缘下风方向且靠近离子交换车间等主要蒸汽负荷中心，既能减少管线长度节约投资，又能减少燃气设施对厂区的不利影响，提高安全性。烟气及污水处理设施集中布置与联合厂房北侧较低地带，既靠近主要散发含氨废气位置方便喷淋废液收集，又能方便污水回流，缩短管线长度。

三、竖向布置

本项目厂区竖向设计主要考虑原则如下：

1、结合场地实际条件，合理利用自然地形高差，减小土石方工程量；

2、满足工艺生产要求，方便物流运输。

结合项目场地地形特点，竖向设计采用混合式布置。设计结合工艺需求及场地高差特点，将场地主要分为三个台阶，台阶之间高差分别为6m和9m，并置挡土墙或多级护坡，保证台阶安全稳定。将原水池、贫液池和硫酸罐区布置于地势较高的南侧第一级台阶，方便液体自流进入各使用车间（装置），减少设备投资和运行能耗；将原矿堆场、破碎车间、陈华库和熟化窑车间布置于第二级台阶，既满足原矿自采场采用汽车运输道路交通条件，也方便车间之间原矿运输；将浸出车间、中和车间、离子交换、除杂过滤及沉钒干燥车间和其他附属设施布置于第三级台阶，该部分为厂区主要生产区域，部分车间内液体罐槽较多，且局部位于地下，因此在保证厂区防洪安全不受雨水冲刷的基础上，可以合理的利用原地形小冲沟布置地下设施较多的车间，减少基建开挖量。

台阶内结合原始地形坡度，设计平场坡度控制在1.0%-3.0%，方便雨水收集。

四、厂区道路

厂区道路主要满足物流运输、生产检修和消防安全等需要，项目各类原辅料采用汽车自场外运入厂区原矿堆场、使用辅料的车间，内部运输采用皮带栈桥、输浆管道等进行自动化输送。结合生产实际任务、性质及交通量，道路采用城市型断面，主干道路面宽度9.0m，次干道宽度7.0m，道路内缘转弯最小半径主要车道不小于12.0m，次要道路不小于9.0m。特殊地段半径不足时，采取路面车道加宽方式处理。道路纵坡结合竖向设计合理确定，本项目厂区道路纵坡1.0%-8.0%，且最大坡长不超过120m。

五、结语

石煤提钒建设项目工艺流程较为复杂，而总图设计是将工艺技术方案和场地条件有机结合的重要工作内容，是连接项目工艺技术方案和用地规划条件的一座桥梁；通过总图可以清晰明了的展现场地内各建构筑物之间功能联系，展示全厂概貌，方便人们对厂区的概略认识；同时也是主管部门对建设项目审批的重要内容和依据，是项目建设的重要内容和关键技术之一。经济合理的总图设计方案是项目建设顺利推进、运行安全经济的重要手段和保障。

主要参考资料：

1、《有色冶金企业总图运输设计参考资料》，冶金工业出版社，1981年；

2、《有色金属企业总图运输设计规范》（GB 50544-2009），中国计划出版社出版，2009年。