选矿厂粉尘治理工艺的探索

郑庆东 顾新华 袁振

摘要：目前，环境保护越来越受到人们的重视和关注，矿山工业对环境的污染主要是水和大气，尤其是粉尘污染问题。矿石在筛分、破碎、储装运等过程中，产生大量的矿粉，粉尘肆意飞扬，超过矿山工业污染物排放标准规定，既污染了周围的环境，也严重影响了职工的身体健康，导致尘矽病几率大大增加。为此，生态环保部在秋冬大气污染治理方案中对矿山粉尘治理提出了要求。

引言：随着环保要求的提高，对选矿厂的粉尘治理已经提升到了前所未有的高度。粉尘治理可以改善选厂环境，提高职工的健康水平，并对社会及地区的环境改善有积极的意义。

关键词：粉尘治理;除尘;抑尘

1选矿厂粉尘治理工艺

1.1喷雾除尘或干雾抑尘

目前，选矿厂最常用的除尘工艺是喷雾除尘或干雾抑尘。喷雾除尘是由高效雾化喷嘴向尘源喷射水雾，含尘气体在雾化区相互接触，使水雾颗粒与粉尘颗粒相互碰撞、粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降，达到抑尘的作用。干雾抑尘装置是由压缩空气驱动声波震荡器，通过高频声波的音爆作用在喷头共振室处将水高度雾化。干雾抑尘装置产生的水雾粒径小，雾化效果好。

喷雾除尘、干雾抑尘主要作用力是重力，对于小于50μm的粉尘沉降缓慢，需要水雾和颗粒凝结成较大颗粒，才有较好的沉降效果。这种工艺仅仅是降尘、抑尘措施，生产过程中并不能使空气中矿尘含量小于10mg/m3。因此，这项常用的措施不符合《矿山工业污染物排放标准》和《选矿厂安全规程》的规定，面对严苛的环保要求，矿山行业需要寻求更好的除尘工艺。

1.2袋式除尘

袋式除尘器是一种利用织物将粉尘从气流中过滤分离出来的高效除尘设备，效率可达99%以上。其结构简单、性能稳定可靠，对负荷变化适应性好，运行管理简单，特别适宜捕集细微而干燥的粉尘，所收集干尘便于处理和回收利用。

袋式除尘器不适于净化含油、水及粘结性强的粉尘，也不适用于净化有爆炸危险或带有火花的含尘气体。选矿厂粉尘排放要达到超低排放标准要求，可采用精细滤料、清灰效果好的脉冲喷吹清灰方式的除尘器。

目前选矿厂广泛使用袋式除尘器，粉尘治理后颗粒物浓度多为10～30mg/m3。这种传统的袋式除尘器并不能保证“空气中矿尘含量不超过10mg/m3，需对该工艺进行改进。

1.3旋风除尘器

旋风除尘器是利用旋转气流的离心力使尘粒从气流中分离出来。该方法具有结构简单、体积小、占地面积小等优点。该方法中旋转气流速度很高，离心力远大于重力，重力对于旋风除尘器的影响可以忽略，只是重点部位必须采用耐磨内衬，不适合粘结性和纤维性粉尘，通常用于分离粒径大于5μm的尘粒。普通的旋风除尘器效率一般在70%～90%，选矿厂主要用于干选车间粉尘净化，常用于多级除尘的预除尘。

1.4文丘里洗涤器

这是一种高效湿式洗涤器，常用于除尘和高温烟气降温，也可以用于吸收气态污染物，具有体积小、效率高、冲洗方便等优点。对0.5～5μm的尘粒，除尘效率可达90%～98%，但阻力较大，运行费用略高。该设备在一些选矿厂取得了较好的粉尘治理效果。

2选矿厂粉尘治理原则

（1）治理后，空气中粉尘颗粒物含量不得超过10mg/m3。

（2）原矿筛分前，尽量避免采用喷雾除尘、干雾抑尘除尘器，该工艺会增加原矿水分。当原矿外在水分大于5%时，原矿筛分效率迅速下降，尤其是3mm/6mm干法筛分时，会大大降低筛分效率，导致采用脱粉入选工艺的选矿厂处理能力降低，甚至影响选矿厂的正常运行。

（3）分选后，产品转载、破碎等环节尽量避免采用袋式除塵器，分选后的精矿含有大量水分，对于高湿气体容易引起布袋糊袋，净化效率迅速下降。

3粉尘治理工艺的可行性方案

对于空气中粉尘粒物含量不超过10mg/m3的标准，目前选矿厂常用的除尘工艺基本难以达到要求，因此需采用新材料、新工艺或多级净化除尘工艺。

3.1袋式除尘器二级净化工艺

目前选矿厂广泛使用袋式除尘器，粉尘治理后的颗粒物浓度多为10～30mg/m3。要想达到10mg/m3，只需再增加一级袋式除尘器。目前，干选车间的粉尘净化普遍采用该工艺。

3.2精细滤料袋式除尘器

袋式除尘器的核心是滤袋，滤袋材质常采用新型超细纤维过滤层，并覆以微孔薄膜，以表面过滤方式净化粉尘。同时滤袋要有一定的机械强度和抗磨、抗拉性能，同时要容易清灰。该滤袋由于价格昂贵，加之国内选矿厂对粉尘治理不重视，所以选矿厂很少使用。随着环保部门加大对选矿厂无组织排放的治理力度，以及企业对员工健康的重视，选矿厂精细滤料袋式除尘器会有较大的发展。

3.3湿式旋风洗涤器和文丘里洗涤器组合净化工艺

湿式旋风洗涤器是在旋风除尘器的基础上加装喷水装置，湿式旋风洗涤器中心设1个喷雾用多孔管，含尘气体由下部沿切向导入。主要除尘机制包括中心区水滴的碰撞作用、旋转气流的离心力以及水滴甩向器壁后形成水膜的黏附作用。选矿厂粉尘先通过湿式旋风洗涤器，净化后的尾气再通过文丘里洗涤器。文丘里洗涤器是一种高效除尘器，主要净化0.5～5μm的尘粒，除尘效率可达90%～98%。对于大于0.5μm的粉尘，除尘效率可达90%以上。文丘里洗涤器和湿式旋风洗涤器2种除尘器的共同组合叠加作用，对于选矿厂粉尘有着较好的净化效果。

湿式旋风洗涤器和文丘里洗涤器捕集的矿尘进入矿泥水，净化后的空气排入大气。矿泥水处理可利用选矿厂矿泥水处理系统，不存在更换滤袋问题。该方法整体运行成本较低，在选矿厂粉尘治理方面有较大的前景。

结论

选矿厂的粉尘治理越来越受到人们的重视和关注，生态环保部也提出要推进选矿厂粉尘无组织排放的深度治理，地方政府也出台了相关政策要求，这些举措将极大地促进矿尘治理新技术、新材料等的研究、开发与推广，加速推动矿尘治理的力度。

参考文献

[1]全国勘察设计注册工程师环保专业管理委员会，中国环境保护产业协会.注册环保工程师专业考试复习教材：大气污染防治工程技术与实践[M].北京：中国环境出版社，2017

[2]张忠磊.关于煤矿综采中粉尘治理措施的研究[J].科技视界，2014，14：286+324.