大型破碎系统高黏性有价粉尘干式回收技术

申泽星 袁梅芳 宋佳妮

(湖南有色冶金劳动保护研究院，湖南 长沙 410014)

大型破碎系统高黏性有价粉尘干式回收技术

申泽星 袁梅芳 宋佳妮

(湖南有色冶金劳动保护研究院，湖南 长沙 410014)

在南方湿润气候区域矿山，破碎车间产生的粉尘具有高湿、高黏性，采用传统湿法收尘技术处理不仅工程投资大、能耗高、运行维护难度大，并且传统湿式收尘技术仅考虑除尘，未能回收有价物料，反而增加二次污染处理成本，造成严重的资源浪费；而传统干式布袋除尘工艺由于存在糊袋现象，难以清灰，不适用于高湿、高黏性粉尘净化处理。针对上述存在的弊端，率先采用干式布袋收尘技术进行高湿、高黏性粉尘的净化处理，突破了传统干式布袋除尘工艺不适用于高湿、高黏性粉尘净化处理的技术瓶颈，研发了新型防水防油滤料，有效解决了高湿、高黏性粉尘糊袋难以清灰的技术难题，采用溜槽及泵送方式实现了除尘器收集粉尘的循环利用，回收了有价金属，不仅减少了二次污染处理成本，而且带来了可观的经济效益，在除尘技术领域实现了新的突破。

大型破碎系统 高黏性有价粉尘 干式回收技术 防水防油滤料

凡口铅锌矿位于广东省韶关市仁化县境内，是中国大型的铅锌矿产基地，该矿选厂现有规模为年处理原矿量180万t的大型破碎系统。在生产过程中，破碎车间产生大量的矿尘，不仅对劳动者的身体健康带来危害，而且造成资源浪费，污染环境。为此，凡口铅锌矿先后委托多家单位进行选矿厂破碎系统除尘试验研究，采用了多种工艺技术进行处理，虽然产生了一定效果，但仍未能彻底解决问题。

2007年，受凡口铅锌矿委托，湖南有色冶金劳动保护研究院开展选矿厂破碎系统粉尘治理技术研究。历时3 a，针对凡口铅锌矿大型破碎系统矿尘特点，研发了“大型破碎系统高黏性有价粉尘干式回收技术”。该研究进行大胆创新，突破了干式布袋除尘工艺不适用于高黏性有价粉尘回收的技术瓶颈，不仅实现了车间内空气粉尘浓度达标，而且粉尘中有价物料得到了回收。

1 国内选矿厂破碎系统粉尘治理现状

为减少选矿破碎生产过程中粉尘带来的环境污染和职业健康危害，国内选矿厂破碎系统大多采用湿式生产，加上原矿中含泥、含硫等因素的影响，经二次破碎后产生的粉尘具有高湿度、高黏性等特性。因此，国内选矿厂破碎系统的粉尘治理传统工艺主要采用湿式除尘器进行净化[1-4]，应用较多的主要是水浴除尘器、CCJ冲激式除尘器、高效旋涡湿式除尘器等。如广西高峰矿业有限公司巴里选矿厂破碎系统采用水浴除尘[5]；西北某选矿厂碎矿车间将3台冲激式除尘器改造为2台高效旋涡湿式除尘器后,作业岗位的粉尘浓度由14～22 mg/m3降到2 mg/m3以下[6]。目前尚未见到干式布袋除尘器应用于破碎系统高黏性粉尘回收的报道。

2 凡口铅锌矿选矿厂破碎系统产尘特征分析

凡口铅锌矿选矿厂破碎系统的粉尘产生主要来源于矿石的破碎及矿石的皮带转运、筛分过程。其主要的产尘点如下。

(1)中圆锥破碎机的产尘。矿石在井下破碎站粗碎后，经提升运输系统运至地表，通过索道运送到选厂破碎工段矿仓，矿仓放出的矿石经1#皮带和给矿机送入中圆锥破碎机破碎，在破碎过程中由于挤压、冲击、振动产生大量的粉尘。

(2)2#皮带产尘。因为2#皮带所运送的矿石颗粒较细，在2#皮带的受料部位(即中、细圆锥卸料口)及2#皮带的头部产生大量的含尘空气。凡口铅锌矿选厂破碎工段的除尘系统对这一部分的含尘空气进行了收集处理，但由于通风除尘系统管路积灰堵塞，2个吸风口，1个完全不进风，另1个的进风也不能满足收尘的需求。同时2#皮带与整个破碎车间没有进行有效的隔离，大量的含尘空气从中、细碎圆锥出口硐室经人行通道直接扩散到破碎工段厂房。

(3)5#、1#皮带产尘。5#、1#皮带在给中碎、细碎圆锥给料时，因为高差形成的剪切冲击气流形成大量的含尘空气。原除尘系统对中碎、细碎圆锥下料口产生的含尘空气进行了密闭处理，但进料口则未考虑。实际上从现场观测，进料口的粉尘产生量较大，再加上其他部位所产生含尘空气的共同作用，中碎、细碎2圆锥之间平台的空气含尘量远远超过了国家标准。

(4)细圆锥破碎机产尘。矿石经中圆锥破碎后卸到2#皮带再转入3#皮带，通过振动筛分级，细颗粒卸入6#皮带转到7#皮带，粗颗粒矿石经4#、5#皮带送到细圆锥破碎机进一步破碎。由于进入细圆锥破碎机的矿石颗粒小，再加上挤压、冲击、振动产生特别大的粉尘，经测定2#皮带硐室的粉尘浓度为94.5 mg/m3。

(5)破碎系统粉尘浓度。对破碎系统主要产尘点粉尘浓度进行了检测，测定结果见表1。

表1 破碎系统粉尘检测数据统计

从表1可知，破碎车间主要产尘点粉尘浓度最高达到97.5 mg/m3，属于严重超标。

(6)原有除尘系统现状及存在的问题:①破碎工段中碎细碎圆锥除尘系统使用的CCJ/A-20除尘器是一种湿式除尘器，存在的主要问题：一是由于除尘器内部结构原因，阻力大，运行时耗能特别高，从而运行成本高；二是自动控制部分维护管理难度大，目前由于除尘器水位不好控制，含尘气体直接外排。②该除尘系统管路设计、布置不太合理，未设计风量大小和压力平衡调节装置。除尘系统风管没有采用法兰连接；部分风管内积尘较多，由于风管整体水平布置，很难进行清理和疏通，以致部分管路已经堵死，进风口不进风。由于除尘风管积尘导致风管断面变小，风速直线上升，系统进风阻力增大，从而使风机的效率降低，排风量减小。③除尘系统收尘点布置太少。该除尘系统中碎细碎圆锥只设置了2个收尘进风口，而实际上破碎工段中碎细碎圆锥至少有4个产尘点。经现场测定，细圆锥破碎机平台粉尘浓度83.9 mg/m3，中碎、细碎2圆锥之间平台的空气含尘量为86 mg/m3，中圆锥破碎机平台粉尘浓度77 mg/m3。显然，破碎工段中碎细碎圆锥厂房有半数的产尘点产生的含尘空气未能得到有效控制而进入除尘系统。④含尘空气中所含粉尘为矿尘，其中含铅锌等金属，有回收价值。而目前除尘器所收集粉尘未能得到回收利用，都随风带走或混入废水之中，不仅污染了环境，同时也浪费了宝贵的矿产资源。

3 高黏性有价粉尘干式回收技术研究

袋式除尘器是各类除尘器中应用最多的一类，目前已经广泛应用于各个行业粉尘治理。由于其运行稳定，管理维护简单，收集粉尘再处理工艺简单，成本较低，越来越受到各工矿企业的青睐。但是，湿矿尘不同于其他粉尘，基本处于含水高、黏性高的状态，高黏性粉尘经常在传统布袋上结块难以清除，以致布袋更换频繁，除尘效率低，管理维护难度大。故干式布袋除尘器应用于破碎系统高黏性粉尘回收目前尚无先例，更无成熟经验可供参考。

3.1 干式布袋除尘器回收高黏性有价粉尘技术可行性论证

凡口铅锌矿位于广东韶关市，地处亚热带，气候温暖湿润，年平均相对湿度为77%，加上湿法作业，导致矿石破碎粉尘呈现出含水高、黏性高等特性。干式布袋除尘技术已经成熟应用于各个领域工业粉尘治理和回收，但是尚未看到干式布袋除尘器应用于破碎系统高黏性粉尘回收的报道。其技术瓶颈主要在于传统布袋不适用于高含水、高黏性的物料，若能应用一种新型的防水防油布袋，则可有效解决高黏性粉尘糊袋难以清灰问题。目前我国在新材料领域取得了巨大的突破，新型材料和技术不断涌现，防水防油剂在过滤材料中的应用已有报道[8-13]。因此，选用新型防水防油布袋除尘器用于高黏性有价物料回收在技术上可行，经济上合理。

3.2 干式布袋收尘工艺技术优化改造

根据凡口矿选矿厂的生产工艺流程及实际产尘情况，经过一系列实验研究，进行了如下工艺技术优化改造。

(1)对中碎、细碎圆锥和对应的2#皮带头部受料点共4个产尘点全部进行密闭。

(2)使用干式脉冲布袋除尘器除尘，研发新型防水防油滤料，有效解决高黏性粉尘糊袋难以清灰的技术难题。

(3)在干式脉冲布袋除尘系统的安装位置(2#皮带走廊顶部)开孔泄灰到2#皮带，对输灰系统进行密闭。

(4)新增加钢制溜槽和混凝土溜槽，将布袋除尘器除下的粉尘全部通过溜槽排至选矿厂分级机中。

4 新技术应用效果分析

(1)中碎细碎圆锥破碎车间的脉冲袋式通风除尘系统，现通过实测外排粉尘浓度为1 mg/m3，中碎细碎厂房内工作场所的粉尘浓度见表2。

(2)采用防水防油布袋有效解决了高黏性粉尘糊袋难以清灰问题，因不易堵塞糊袋，滤袋使用寿命和清灰周期也相应延长(滤袋更换周期延长到2 a)，通过的气体流量也加大，不仅提高了除尘效率，而且大量地节省了能耗和维护费用。

表2 粉尘测定记录

注：受测单位为凡口矿选厂破碎工段，采样器型号为IFC-1，日期2008-01-08。

(3)将原有除尘系统进行重新设计，通过干式布袋除尘器进行粉尘收集，新增加钢制溜槽和混凝土溜槽，将布袋除尘器收集的粉尘全部通过溜槽排至选矿厂分级机中，每年回收粉尘3 000 t以上。经化验，粉尘中铅锌含量比原矿各元素含量均高1～2倍。仅回收铅锌有价物料一项，年可创利1 300多万元。

5 结 论

本项目研究开发了大型破碎系统高黏性有价粉尘干式回收技术及其成套设备，该技术为国内首创，其创新点主要有：

(1)在国内率先研究干式布袋收尘技术应用于高湿、高黏性粉尘净化处理，在除尘技术领域实现了新的突破。

(2)针对高湿、高黏性粉尘特点，研发了新型防水防油滤料，有效解决了高黏性粉尘糊袋难以清灰的技术难题。

(3)采用溜槽及泵送方式实现了除尘器收集粉尘的循环利用，有效解决了二次污染问题。

(4)通过本项目的研究成果推广，将有效提升同类矿山的大型破碎系统粉尘治理及粉尘中有价金属元素回收技术水平，增强矿山企业整体污染防治水平。

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(责任编辑 徐志宏)

Research and Application of Dry Recycling Technology of High Viscous Valuable Dust in Large Crushing System

Shen Zexing Yuan Meifang Song Jiani

(HunanLaborProtectionInstituteofNonferrousMetals，Changsha410014，China)

The dust from crushing workshop of a mine in humid climate area of Southern China is highly humid and highly viscous.The traditional wet dust collection processing has feature of huge investment，high energy consumption，and large difficulty in operation and maintenance.Also，it only considers the dust removal，and fails to recover valuable materials，even increases costs in secondary pollution treatment，resulting in serious waste of resources.The traditional dry bag dust removal process need to paste bags，leading to be difficult in cleaning the dust，so it is not suitable for highly humid and highly viscous dust purification.Aiming at the existing drawbacks above，the dry bag dust collection process is adopted to purify the highly humid and highly viscous dust，which breaks through the technical bottleneck of the traditional dry bag dust removal technology.The new waterproof and anti-oil filter is developed to find an effective solution in cleaning dust which are not solved by pasting bag for high humid and high viscous dust.The chute and pump are used to realize cyclic utilization of collected duct and recover valuable metals，which not only reduces the costs in secondary pollution treatment，but also brings handsome economic benefits.Therefore，a new breakthrough is achieved in the field of dust removal.

Large crushing system，Highly viscous valuable dust，Dry recycling technology，Waterproof anti-oil filter material

2014-05-23

申泽星(1956—)，男，教授级高级工程师。

TD714+.43 TD714+.45

A

1001-1250(2014)-09-152-04