選礦廠粉塵治理工藝的探索

鄭慶東 顧新華 袁振

摘要：目前，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到人們的重視和關(guān)注，礦山工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染主要是水和大氣，尤其是粉塵污染問(wèn)題。礦石在篩分、破碎、儲(chǔ)裝運(yùn)等過(guò)程中，產(chǎn)生大量的礦粉，粉塵肆意飛揚(yáng)，超過(guò)礦山工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，既污染了周圍的環(huán)境，也嚴(yán)重影響了職工的身體健康，導(dǎo)致塵矽病幾率大大增加。為此，生態(tài)環(huán)保部在秋冬大氣污染治理方案中對(duì)礦山粉塵治理提出了要求。

引言：隨著環(huán)保要求的提高，對(duì)選礦廠的粉塵治理已經(jīng)提升到了前所未有的高度。粉塵治理可以改善選廠環(huán)境，提高職工的健康水平，并對(duì)社會(huì)及地區(qū)的環(huán)境改善有積極的意義。

關(guān)鍵詞：粉塵治理;除塵;抑塵

1選礦廠粉塵治理工藝

1.1噴霧除塵或干霧抑塵

目前，選礦廠最常用的除塵工藝是噴霧除塵或干霧抑塵。噴霧除塵是由高效霧化噴嘴向塵源噴射水霧，含塵氣體在霧化區(qū)相互接觸，使水霧顆粒與粉塵顆粒相互碰撞、粘結(jié)、聚結(jié)增大，并在自身重力作用下沉降，達(dá)到抑塵的作用。干霧抑塵裝置是由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)聲波震蕩器，通過(guò)高頻聲波的音爆作用在噴頭共振室處將水高度霧化。干霧抑塵裝置產(chǎn)生的水霧粒徑小，霧化效果好。

噴霧除塵、干霧抑塵主要作用力是重力，對(duì)于小于50μm的粉塵沉降緩慢，需要水霧和顆粒凝結(jié)成較大顆粒，才有較好的沉降效果。這種工藝僅僅是降塵、抑塵措施，生產(chǎn)過(guò)程中并不能使空氣中礦塵含量小于10mg/m3。因此，這項(xiàng)常用的措施不符合《礦山工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《選礦廠安全規(guī)程》的規(guī)定，面對(duì)嚴(yán)苛的環(huán)保要求，礦山行業(yè)需要尋求更好的除塵工藝。

1.2袋式除塵

袋式除塵器是一種利用織物將粉塵從氣流中過(guò)濾分離出來(lái)的高效除塵設(shè)備，效率可達(dá)99%以上。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠，對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性好，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，特別適宜捕集細(xì)微而干燥的粉塵，所收集干塵便于處理和回收利用。

袋式除塵器不適于凈化含油、水及粘結(jié)性強(qiáng)的粉塵，也不適用于凈化有爆炸危險(xiǎn)或帶有火花的含塵氣體。選礦廠粉塵排放要達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，可采用精細(xì)濾料、清灰效果好的脈沖噴吹清灰方式的除塵器。

目前選礦廠廣泛使用袋式除塵器，粉塵治理后顆粒物濃度多為10～30mg/m3。這種傳統(tǒng)的袋式除塵器并不能保證“空氣中礦塵含量不超過(guò)10mg/m3，需對(duì)該工藝進(jìn)行改進(jìn)。

1.3旋風(fēng)除塵器

旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流的離心力使塵粒從氣流中分離出來(lái)。該方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。該方法中旋轉(zhuǎn)氣流速度很高，離心力遠(yuǎn)大于重力，重力對(duì)于旋風(fēng)除塵器的影響可以忽略，只是重點(diǎn)部位必須采用耐磨內(nèi)襯，不適合粘結(jié)性和纖維性粉塵，通常用于分離粒徑大于5μm的塵粒。普通的旋風(fēng)除塵器效率一般在70%～90%，選礦廠主要用于干選車間粉塵凈化，常用于多級(jí)除塵的預(yù)除塵。

1.4文丘里洗滌器

這是一種高效濕式洗滌器，常用于除塵和高溫?zé)煔饨禍兀部梢杂糜谖諝鈶B(tài)污染物，具有體積小、效率高、沖洗方便等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)0.5～5μm的塵粒，除塵效率可達(dá)90%～98%，但阻力較大，運(yùn)行費(fèi)用略高。該設(shè)備在一些選礦廠取得了較好的粉塵治理效果。

2選礦廠粉塵治理原則

（1）治理后，空氣中粉塵顆粒物含量不得超過(guò)10mg/m3。

（2）原礦篩分前，盡量避免采用噴霧除塵、干霧抑塵除塵器，該工藝會(huì)增加原礦水分。當(dāng)原礦外在水分大于5%時(shí)，原礦篩分效率迅速下降，尤其是3mm/6mm干法篩分時(shí)，會(huì)大大降低篩分效率，導(dǎo)致采用脫粉入選工藝的選礦廠處理能力降低，甚至影響選礦廠的正常運(yùn)行。

（3）分選后，產(chǎn)品轉(zhuǎn)載、破碎等環(huán)節(jié)盡量避免采用袋式除塵器，分選后的精礦含有大量水分，對(duì)于高濕氣體容易引起布袋糊袋，凈化效率迅速下降。

3粉塵治理工藝的可行性方案

對(duì)于空氣中粉塵粒物含量不超過(guò)10mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)，目前選礦廠常用的除塵工藝基本難以達(dá)到要求，因此需采用新材料、新工藝或多級(jí)凈化除塵工藝。

3.1袋式除塵器二級(jí)凈化工藝

目前選礦廠廣泛使用袋式除塵器，粉塵治理后的顆粒物濃度多為10～30mg/m3。要想達(dá)到10mg/m3，只需再增加一級(jí)袋式除塵器。目前，干選車間的粉塵凈化普遍采用該工藝。

3.2精細(xì)濾料袋式除塵器

袋式除塵器的核心是濾袋，濾袋材質(zhì)常采用新型超細(xì)纖維過(guò)濾層，并覆以微孔薄膜，以表面過(guò)濾方式凈化粉塵。同時(shí)濾袋要有一定的機(jī)械強(qiáng)度和抗磨、抗拉性能，同時(shí)要容易清灰。該濾袋由于價(jià)格昂貴，加之國(guó)內(nèi)選礦廠對(duì)粉塵治理不重視，所以選礦廠很少使用。隨著環(huán)保部門加大對(duì)選礦廠無(wú)組織排放的治理力度，以及企業(yè)對(duì)員工健康的重視，選礦廠精細(xì)濾料袋式除塵器會(huì)有較大的發(fā)展。

3.3濕式旋風(fēng)洗滌器和文丘里洗滌器組合凈化工藝

濕式旋風(fēng)洗滌器是在旋風(fēng)除塵器的基礎(chǔ)上加裝噴水裝置，濕式旋風(fēng)洗滌器中心設(shè)1個(gè)噴霧用多孔管，含塵氣體由下部沿切向?qū)搿Ｖ饕龎m機(jī)制包括中心區(qū)水滴的碰撞作用、旋轉(zhuǎn)氣流的離心力以及水滴甩向器壁后形成水膜的黏附作用。選礦廠粉塵先通過(guò)濕式旋風(fēng)洗滌器，凈化后的尾氣再通過(guò)文丘里洗滌器。文丘里洗滌器是一種高效除塵器，主要凈化0.5～5μm的塵粒，除塵效率可達(dá)90%～98%。對(duì)于大于0.5μm的粉塵，除塵效率可達(dá)90%以上。文丘里洗滌器和濕式旋風(fēng)洗滌器2種除塵器的共同組合疊加作用，對(duì)于選礦廠粉塵有著較好的凈化效果。

濕式旋風(fēng)洗滌器和文丘里洗滌器捕集的礦塵進(jìn)入礦泥水，凈化后的空氣排入大氣。礦泥水處理可利用選礦廠礦泥水處理系統(tǒng)，不存在更換濾袋問(wèn)題。該方法整體運(yùn)行成本較低，在選礦廠粉塵治理方面有較大的前景。

結(jié)論

選礦廠的粉塵治理越來(lái)越受到人們的重視和關(guān)注，生態(tài)環(huán)保部也提出要推進(jìn)選礦廠粉塵無(wú)組織排放的深度治理，地方政府也出臺(tái)了相關(guān)政策要求，這些舉措將極大地促進(jìn)礦塵治理新技術(shù)、新材料等的研究、開發(fā)與推廣，加速推動(dòng)礦塵治理的力度。

參考文獻(xiàn)

[1]全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師環(huán)保專業(yè)管理委員會(huì)，中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì).注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試復(fù)習(xí)教材：大氣污染防治工程技術(shù)與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2017

[2]張忠磊.關(guān)于煤礦綜采中粉塵治理措施的研究[J].科技視界，2014，14：286+324.