大寶山銅礦銅選廠破碎工段粉塵污染治理實(shí)踐

戴慕軍

（廣東省大寶山礦業(yè)有限公司，廣東韶關(guān) 512128）

大寶山銅礦銅選廠破碎工段粉塵污染治理實(shí)踐

戴慕軍

（廣東省大寶山礦業(yè)有限公司，廣東韶關(guān) 512128）

分析了大寶山銅礦銅選廠破碎工段粉塵污染原有除塵系統(tǒng)存在的問題和主要塵源點(diǎn)的產(chǎn)塵機(jī)理，根據(jù)不同的塵源點(diǎn)提出了相應(yīng)的粉塵治理措施，有效地解決了大寶山銅礦破碎工段的粉塵污染問題，為同類礦石破碎段粉塵治理提供技術(shù)參考。

破碎工段；粉塵治理；職業(yè)衛(wèi)生；袋式除塵

據(jù)衛(wèi)生部不完全統(tǒng)計(jì)，自二十世紀(jì)50年代到2013年，全國累計(jì)報(bào)告塵肺病750 300例，占職業(yè)病危害的90%以上，約30余個(gè)行業(yè)存在嚴(yán)重職業(yè)病危害，受害人數(shù)達(dá)2億人之多，其中僅受毒物和粉塵危害人數(shù)就達(dá)2 500萬人。而選礦過程礦石破碎工段在物料的輸送、轉(zhuǎn)運(yùn)、破碎、篩分以及包裝等工藝生產(chǎn)過程均會(huì)產(chǎn)生粉塵，其治理一直是礦山職業(yè)病危害預(yù)防的頑疾，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，破碎中產(chǎn)生的粒徑5μm以下呼吸性粉塵占總粉塵的50%以上。這些粉塵顆粒較小，比表面積大，易攜帶各種病毒病原體和有害成分，且能在空氣中長期滯留。粒徑小于5μm的顆粒物能穿過咽喉進(jìn)入下呼吸道，尤其是粒徑小于2.5μm的顆粒能沉積于肺泡內(nèi)。若長期工作在這樣的環(huán)境中可引起各種呼吸道疾病，對(duì)人體健康危害極大，而且揚(yáng)塵擴(kuò)散到作業(yè)點(diǎn)以外的區(qū)域，對(duì)外部環(huán)境也同樣造成嚴(yán)重污染。同時(shí)大量的揚(yáng)塵落在設(shè)備上不僅會(huì)對(duì)設(shè)備的潤滑、散熱電器等造成直接或者間接影響，甚至危害設(shè)備的正常運(yùn)行。為了控制職工塵肺病的發(fā)病率，也為了使企業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，減少原料的損耗，控制粉塵是碎礦車間必須解決的問題。因此加強(qiáng)礦山生產(chǎn)作業(yè)的勞動(dòng)保護(hù)，改善工作環(huán)境，減少粉塵污染，降低職業(yè)病的發(fā)病率，是礦山職業(yè)病防治工作中的重點(diǎn)。

1 銅選廠破碎工段現(xiàn)有收塵狀況

大寶山銅礦2 500 t／d選礦廠碎礦車間主要生產(chǎn)設(shè)備有新1 200×900顎式破碎機(jī)一臺(tái)、舊900× 600顎式破碎機(jī)一臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)一臺(tái)、短頭圓錐破碎機(jī)一臺(tái)、振動(dòng)篩兩臺(tái)、運(yùn)輸膠帶7條。原礦在破碎、篩分與運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于受到碰撞、擠壓和沖擊等作用，不可避免地產(chǎn)生揚(yáng)塵，尤其是破碎機(jī)、振動(dòng)篩、皮帶運(yùn)輸落料點(diǎn)等處揚(yáng)塵量大，且陣發(fā)性強(qiáng)，成為破碎工段的主要塵源，在正常生產(chǎn)過程中粉塵彌漫在整個(gè)生產(chǎn)車間，給企業(yè)的生產(chǎn)及職工健康造成非常大的影響。

在銅選廠破碎工段現(xiàn)有部分除塵系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，對(duì)其主要揚(yáng)塵點(diǎn)粉塵濃度進(jìn)行了現(xiàn)場測定，并分析揚(yáng)塵中游離SiO2含量，通過實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)分析其揚(yáng)塵中為游離SiO2含量11.85%，而游離SiO2含量超過10%的無機(jī)性粉塵稱為矽塵，操作工人長期工作在這樣的環(huán)境下容易得矽肺病。粉塵濃度測定結(jié)果見表1。

從表1檢測結(jié)果看出生產(chǎn)崗位最高粉塵濃度為237.33 mg／m3，最低粉塵濃度為4.21mg／m3，生產(chǎn)操作崗位粉塵濃度均超過了國家《工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值》中規(guī)定的總塵濃度最高限值，最低超標(biāo)4倍多，最高超標(biāo)237倍多。

目前大寶山銅選廠破碎工段凈化收塵系統(tǒng)采用分散式全濕法收塵工藝，整個(gè)破碎工段有6套獨(dú)立的分散式收塵系統(tǒng)，收塵系統(tǒng)有除塵器前置風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和除塵器后置風(fēng)機(jī)收塵系統(tǒng)，每個(gè)收塵系統(tǒng)的除塵器和風(fēng)機(jī)均采用相同型號(hào)的設(shè)備，除塵器采用LXS－10立式旋風(fēng)水膜除塵器，風(fēng)機(jī)采用4－68NO6.3C，Q＝11 476～20 359 m3／h，P＝2 510～1 755 Pa，配套電機(jī)為Y160M2－2，P＝15 kW。其中有2套收塵系統(tǒng)由于設(shè)備老化，目前處于停運(yùn)狀態(tài)，其余4套收塵系統(tǒng)也經(jīng)常處于半運(yùn)行狀態(tài)。由于收塵效果極差，揚(yáng)塵得不到有效捕集，生產(chǎn)車間粉塵彌漫，設(shè)備、地面積塵嚴(yán)重，工人生產(chǎn)操作環(huán)境惡劣。

表1 工作場所粉塵濃度測定表

2 破碎工段現(xiàn)有除塵系統(tǒng)存在問題分析

針對(duì)大寶山銅選廠破碎工段現(xiàn)有的收塵工藝狀況，通過現(xiàn)場調(diào)研、試驗(yàn)測試分析，發(fā)現(xiàn)主要存在以下一些問題。

2.1 濕式除塵設(shè)備除塵效率低

現(xiàn)有收塵工藝為濕法收塵，濕式除塵器為LXS－10立式旋風(fēng)水膜除塵器，該除塵器為二十世紀(jì)80年代產(chǎn)品，除塵機(jī)理為：進(jìn)口含塵氣流沿切線方向從下部進(jìn)入除塵器，水在上部由溢流槽沿筒壁溢流而下，在除塵器內(nèi)表面形成一層液膜，由于進(jìn)口氣流的旋轉(zhuǎn)作用，粉塵在離心力的作用下被甩到筒壁與液膜接觸而被捕集。該除塵器對(duì)粉塵粒徑大于10μm的粉塵的收塵效率較高，當(dāng)含塵氣流旋轉(zhuǎn)速度在22 m／s以上時(shí)，除塵效率達(dá)到80%。如果含塵氣流旋轉(zhuǎn)速度低、粉塵粒徑小時(shí)，則除塵效率較低。對(duì)于破碎工段產(chǎn)生的揚(yáng)塵而言，揚(yáng)塵中小于5μm的粉塵占到50%以上，因此，在破碎工段的揚(yáng)塵治理中采用LXS－10立式旋風(fēng)水膜除塵器時(shí)除塵效率低?，F(xiàn)有收塵系統(tǒng)無論是前置風(fēng)機(jī)系統(tǒng)還是后置風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)葉輪葉片積塵嚴(yán)重，更充分說明了除塵器除塵效率低這一事實(shí)。

2.2 收塵系統(tǒng)分散設(shè)置，濕法除塵的粉塵處理困難

現(xiàn)有收塵工藝為濕法收塵，配有6套獨(dú)立的收塵系統(tǒng)，含塵污水由濕式除塵設(shè)備灰斗經(jīng)污水管（Ф100PVC管）排入廢水系統(tǒng)。由于污水管較長且水平敷設(shè)，粉塵易沉積，經(jīng)常造成污水管堵塞。單獨(dú)設(shè)置收塵系統(tǒng)雖然布置靈活簡單，但對(duì)于濕法收塵而言，污水處理困難，采用獨(dú)立的沉淀池時(shí)，占地面積大、基建投資大，采用統(tǒng)一的沉淀池又無法滿足污水輸送要求。

2.3 揚(yáng)塵的高效收集率低

現(xiàn)有收塵系統(tǒng)吸風(fēng)口未設(shè)置吸風(fēng)罩或者加設(shè)擋板，振動(dòng)篩整體密閉罩漏風(fēng)嚴(yán)重，密閉效果差，細(xì)小粉塵飄散彌漫，不能滿足控制揚(yáng)塵外溢的要求。

2.4 收塵系統(tǒng)不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，收塵效果差

現(xiàn)有的除塵系統(tǒng)有2套因設(shè)備老化嚴(yán)重，已處于廢用狀態(tài)，仍在運(yùn)行的4套因易發(fā)生管道堵塞等問題處于半運(yùn)行狀態(tài)。由于收塵效果差，風(fēng)機(jī)積塵嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效果差，系統(tǒng)難以維持高效穩(wěn)定運(yùn)行。據(jù)測定，部分收塵管道風(fēng)速在5 m／s左右，管道風(fēng)速過小，不能滿足攜帶粉塵要求，造成管道積塵嚴(yán)重，經(jīng)常發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

3 收塵技術(shù)路線

在借鑒目前國內(nèi)外同類生產(chǎn)工藝破碎段粉塵治理先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)大寶山銅選廠破碎工段的現(xiàn)場實(shí)際情況，本著技術(shù)上成熟可靠，經(jīng)濟(jì)合理的前提下，采用如下收塵技術(shù)路線：

1.收塵系統(tǒng)采用全負(fù)壓集中式收塵工藝，以保證動(dòng)力設(shè)備的穩(wěn)定高效運(yùn)行和避免含塵氣流的外溢。

2.收塵系統(tǒng)采用干法布袋收塵系統(tǒng)，以達(dá)到系統(tǒng)除塵效率高，揚(yáng)塵收集后處理工序簡單，有價(jià)粉塵可回收利用率高以及無二次污染的目的。

3.收塵系統(tǒng)采用集合管技術(shù)，各分支管路統(tǒng)一匯入集合管，以達(dá)到分支管路的風(fēng)量分配符合設(shè)計(jì)要求。

4.收塵系統(tǒng)采用阻力平衡器技術(shù)，各分支管路分別設(shè)計(jì)阻力平衡器，確保各吸風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量和風(fēng)壓的平衡，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5.合理劃分收塵分區(qū)，根據(jù)銅選廠破碎段的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)和揚(yáng)塵產(chǎn)生點(diǎn)特性，破碎工段設(shè)置兩套獨(dú)立的收塵系統(tǒng)，對(duì)于收塵系統(tǒng)應(yīng)采用就近原則確定收塵系統(tǒng)和管道走向。

4 主要塵源點(diǎn)產(chǎn)塵機(jī)理分析

4.1 顎式破碎機(jī)產(chǎn)塵機(jī)理分析

顎式破碎機(jī)在進(jìn)行礦石破碎時(shí)的塵源點(diǎn)主要包括加料口塵源點(diǎn)、卸料口產(chǎn)塵點(diǎn)以及卸料溜槽密閉不嚴(yán)時(shí)產(chǎn)生揚(yáng)塵。顎式破碎機(jī)在進(jìn)行礦石破碎時(shí)礦石間隙中的空氣被猛烈擠壓出來，這些氣流向外高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于氣流和粉塵的剪切壓縮作用，帶動(dòng)大量粉塵一起逸出，瞬間揚(yáng)起大量粉塵。由于破碎機(jī)的溜槽四周密閉，含塵氣流少部分只能通過溜槽向下排出而大部分通過加料口向上排出，這就在加料口周圍產(chǎn)生高濃度的粉塵。

礦石破碎后，經(jīng)溜槽排到破碎機(jī)下部的膠帶輸送機(jī)上，由于給料口與卸料口之間有一定的落差，礦石流與周圍空氣產(chǎn)生剪切作用，空氣被卷進(jìn)物料流中，礦石流逐漸擴(kuò)散，相互的卷吸作用使粉塵不斷地向外飛揚(yáng)；同時(shí)，輸送機(jī)的膠帶有一運(yùn)動(dòng)速度，礦石流與膠帶面的沖擊，瞬間在卸料口揚(yáng)起粉塵，并向四周飛揚(yáng)。顎式破碎機(jī)在作業(yè)過程中，產(chǎn)塵濃度與礦石的種類、干濕程度、輸送機(jī)膠帶的運(yùn)動(dòng)速度、溜槽角度以及落差大小等有關(guān)。

4.2 振動(dòng)篩產(chǎn)塵機(jī)理分析

大寶山破碎段采用兩臺(tái)振動(dòng)篩，是對(duì)已經(jīng)破碎的礦石進(jìn)行篩分、分級(jí)，合格的進(jìn)入下一步工藝設(shè)備中去，粗料則進(jìn)入圓錐破碎機(jī)重新破碎。振動(dòng)篩的產(chǎn)塵點(diǎn)有在向篩上給料時(shí)，隨物料一起帶入的空氣沖擊篩面后揚(yáng)起粉塵，另外篩子的來回上下激烈振動(dòng)，細(xì)微的粉塵也被揚(yáng)起，這是振動(dòng)篩的主要產(chǎn)塵點(diǎn)，篩下物料卸到膠帶輸送機(jī)上時(shí)，物料在溜槽內(nèi)翻騰，粉塵便經(jīng)溜槽的不嚴(yán)密處外逸［1］。

4.3 皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)產(chǎn)塵機(jī)理分析

皮帶是常用的運(yùn)輸設(shè)備，在皮帶的進(jìn)料、卸料和轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)處，由于物料的下落及物料攜帶氣流沖擊受料點(diǎn)，形成局部增壓，產(chǎn)生大量的粉塵，增壓程度隨落料高度、溜槽與水平面形成的角度的增大而增大［2］。皮帶和導(dǎo)料槽邊緣密封的密閉裝置和技術(shù)處理不佳，導(dǎo)致在落料過程中所產(chǎn)生的誘導(dǎo)風(fēng)流、空氣沖擊波風(fēng)流和皮帶機(jī)牽引風(fēng)流將設(shè)備內(nèi)部的大量粉塵從設(shè)備邊緣四處噴出，粉塵嚴(yán)重彌漫整個(gè)作業(yè)場所，影響作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生。另外在整個(gè)運(yùn)輸過程中，由于皮帶托輥引起的跳動(dòng)及物料與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而揚(yáng)起粉塵，當(dāng)運(yùn)送物料粒度越細(xì)、溫度越高、卸料或轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)高差越大時(shí)，粉塵飛揚(yáng)越嚴(yán)重。

5 粉塵污染的治理方法及效果

5.1 顎式破碎機(jī)產(chǎn)塵治理

因顎式破碎機(jī)上口不是全部密封，破碎機(jī)工作時(shí)，石料被擠壓、撞擊，礦石間隙中的空氣被擠壓而像外溢出，產(chǎn)生粉塵。為了不影響觀察破碎情況，在顎式破碎機(jī)上部加裝微霧抑塵裝置，在上部導(dǎo)料槽加裝側(cè)吸罩，在下部導(dǎo)料槽加裝側(cè)吸罩，使顎式破碎機(jī)內(nèi)部形成負(fù)壓，減少粉塵外逸，在顎式破碎機(jī)下部導(dǎo)料槽皮帶前后加裝上部吸氣罩，從而解決顎式破碎機(jī)破碎時(shí)的產(chǎn)塵問題。

5.2 振動(dòng)篩產(chǎn)塵治理

為提高振動(dòng)篩的防塵效果，減少通風(fēng)收塵的風(fēng)壓損失，降低能耗，加強(qiáng)設(shè)備的密封是減少粉塵擴(kuò)散的最為經(jīng)濟(jì)可行的降塵方法，也是實(shí)現(xiàn)通風(fēng)除塵的必要條件［3］，加之大寶山破碎段采用兩臺(tái)振動(dòng)篩并排設(shè)置，這為振動(dòng)篩設(shè)計(jì)整體密閉罩提供了便利，所以兩臺(tái)振動(dòng)篩采用整體密閉罩，再采用上吸罩的形式，使整體密閉罩內(nèi)為負(fù)壓狀態(tài)，保證粉塵不外逸。

5.3 皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)產(chǎn)塵治理

皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)粉塵污染是選礦廠破碎段粉塵污染的主要產(chǎn)塵點(diǎn)，大寶山銅選廠破碎段主要有7條運(yùn)輸皮帶，在轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)盡可能地密閉，在落料點(diǎn)和受料點(diǎn)設(shè)置吸風(fēng)罩［4］，合理設(shè)計(jì)導(dǎo)料槽與皮帶之間的密封，另外加長落料管導(dǎo)料槽長度，防止落料時(shí)大量粉塵向?qū)Я喜矍胺匠隹诤蛯?dǎo)料槽后方末端與皮帶接觸處噴出。

5.4 除塵器的選擇

破碎中產(chǎn)生的粒徑5μm以下呼吸性粉塵占總粉塵的50%以上［5］，含塵氣流凈化后要達(dá)標(biāo)排放，需要選擇一種運(yùn)行穩(wěn)定，除塵效率高的除塵設(shè)備，綜合大寶山破碎工段揚(yáng)塵粉塵粒徑小，加上氣候潮濕粉塵粘性大的特點(diǎn)。在大寶山破碎工段采用先進(jìn)的袋式除塵技術(shù)，布袋除塵器對(duì)粒徑大于0.3μm的細(xì)小粉塵，除塵效率可達(dá)99%以上［6］，且其清灰效果好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)檢修簡單。為了達(dá)到清灰效果好、粉塵剝落好的這一目的，布袋除塵器的濾料采用防水防油針刺氈［7］。收集粉塵經(jīng)螺旋輸送機(jī)到粉料加濕機(jī)，加濕后經(jīng)泵送到球磨機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)收集粉塵的回收利用，同時(shí)有效解決了袋式除塵器收集粉塵處理問題和卸灰時(shí)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵污染的問題。

5.5 銅選廠破碎工段凈化系統(tǒng)設(shè)備配置

破碎工段的粉塵污染源主要是破碎作業(yè)、篩分作業(yè)、運(yùn)輸過程、給料與排料等環(huán)節(jié)，根據(jù)大寶山銅選廠破碎工段現(xiàn)場塵源、生產(chǎn)條件以及車間的建設(shè)條件等實(shí)際情況，在不影響工藝操作前提下對(duì)破碎工段各揚(yáng)塵源均采取有效的塵源密閉措施，設(shè)置固定式或活動(dòng)式密閉罩、整體密閉罩等。整個(gè)破碎工段設(shè)置兩套獨(dú)立的干法布袋除塵系統(tǒng)：中細(xì)破全干法除塵系統(tǒng)（3＃皮帶頭部、1＃振動(dòng)篩、2＃振動(dòng)篩、4＃皮帶頭部、4＃皮帶中部、5＃皮帶尾部、5＃皮帶頭部、6＃皮帶尾部、7＃皮帶中部、7＃皮帶尾部）；粗破全干法除塵系統(tǒng)（新顎式破碎機(jī)上方、新2＃膠帶頭部、新2＃皮帶尾部、老2＃膠帶頭部、老2＃膠帶尾部、3＃皮帶尾部）。設(shè)備配置見表2、表3。

6 結(jié) 論

綜上所述，破碎工段的粉塵治理是一項(xiàng)綜合性工程，通過這次項(xiàng)目研究與具體工程實(shí)施，破碎工段粉塵治理效果十分明顯，作業(yè)環(huán)境得到了很大的改善，同時(shí)，與原濕法收塵工藝相比有如下特點(diǎn)：

1.除塵系統(tǒng)分區(qū)合理、系統(tǒng)運(yùn)行可靠、操作維護(hù)方便。

2.除塵效率大于99.9%，粉塵排放濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，基本實(shí)現(xiàn)了“零排放”。

3.減少了水的消耗和基建投入，無二次污染與水處理。

4.收集粉塵輸送到球磨機(jī)，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)粉塵的回收利用，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

通過本項(xiàng)目的研究成果推廣，將有效提升同類礦山的破碎工段粉塵治理及粉塵收集回收利用，同時(shí)有效解決了袋式除塵器收集粉塵處理問題和卸灰時(shí)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵污染的問題。

表2 中細(xì)破全干法除塵系統(tǒng)設(shè)備配置

表3 粗破全干法除塵系統(tǒng)設(shè)備配置

［1］ 汪俊.礦山破碎篩分工序中除塵設(shè)計(jì)改進(jìn)建議［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2012，（11）：57－58.

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［3］ 譚天祐，梁風(fēng)珍.工業(yè)通風(fēng)除塵技術(shù)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1984.

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［7］ 張殿印，王純.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

The Dust Pollution Control Practice of Crushing Section in Dabaoshan Copper Mineral Processing Plant

DAIMu-jun
（Guangdong Province Dabaoshan Mining Co.，Ltd.，Shaoguan 512128，China）

This paper analyses the existing problemsof the original dust removal system about the dust pollution in the Dabaoshan copper concentrator broken section and themechanisms of dust production of themain dust source，it also proposes the corresponding dust controlmeasuresaccording to the differentdustsource，and effectively solves the dust pollution problem，which provides technical reference for similar ore to control the crushing section of dust.

broken section；dust control；occupational health；bag type dust removal

X758

A

1003－5540（2016）05－0060－04

2016－07－27

戴慕軍（1971－），男，工程師，主要從事安全環(huán)保管理工作。