收稿日期:2004-10-21·轻金属原料矿山·露天铝土矿山粉尘治理措施王洪毅(中国铝业河南分公司,河南郑州450041)摘要:介绍了露天矿山铝土生产流程、产尘源及产尘设备。
针对各产尘源的治理进行了分步分析,提出了治理措施,从而有效降低了铝土露天矿山生产过程中外排及岗位粉尘浓度。
关键词:铝土露天矿山;粉尘;湿式作业;除尘器中图分类号:TD804 文献标识码:B 文章编号:10021752(2005)04000503Treatment Measures of Open Bauxite Mine DustWANG hong -yi(Henan Branch China Alum inium ,Zhengzhou ,Henan 450041)Abstract :This paper introduced the producing flow ,dust origin and dust equipments of open bauxite mine .Anal yzing the treatmen t of different dustsources and b ringing forw ard treatment meas u re ,accordingly the concentration of exhausted and pos ition dust is decreased effectively during the open bauxite mine producing .Keywords :open bauxite mine ;dust ;w et task ;dust catcher 我国铝工业起步较早,铝土矿开采业也得到了大大发展。
在露天铝土矿山的生产过程中,产生大量的生产性粉尘,且粉尘中游离二氧化硅含量普遍较高,长期吸入、接触这类矿尘,能引起矽肺病、皮肤病,甚至诱发癌症。
目前,由于露天铝土矿山岗位粉尘合格率在70%～80%范围,外排粉尘浓度在100～180mg /m 3范围内,而我国矿山作业普遍存在生产强度大、任务重、劳动时间长等特点,因而总的粉尘排放量较高。
1996年,我国政府开始在全国范围内推行主要污染物总量控制(工业粉尘是12种主要污染物之一)。
因而,矿山粉尘的治理不能只把目光停留在外排粉尘的浓度控制上,而需从矿物的开采到破碎全过程来治理,从而达到总量控制目标与降低岗位粉尘浓度的目的。
1 产尘源分析1.1 生产流程及主要设备见右流程图。
1.2 产尘源分析⑴穿孔作业。
在穿孔作业中,大中型的潜孔钻、牙轮钻在钻头冲击、回转或研磨孔底矿岩时,产出大量的粉尘。
⑵爆破作业。
在爆破作业中,规模较大的爆破一次消耗几十公斤到几吨的炸药,爆炸瞬间产生的高温高压抛起大量的石块和粉尘,同时释放出CO 、CO 2、NOx 、SOx 、H 2S 和一些金属氧化物等。
⑶装载作业。
电铲在铲、装矿岩时,扬起一些微细粉尘。
⑷运输作业。
汽车在露天矿台阶或临时矿石·5·2005年第4期 轻 金 属 路面运行时,产生扬尘。
⑸破碎作业。
破碎机工作时,矿石被挤压撞击,使矿石间隙中的空气猛烈挤压出来。
当这些气流向外高速运动时,由于气流和粉尘的剪切压缩作用,带动粉尘一起通过加料口向外排出。
⑹筛分作业。
在筛分过程中,由于物料随振动筛作垂直于筛面的方向快速振动产生扬尘。
⑺皮带运输。
矿石筛分后,经溜槽排到下部的皮带运输机上。
由于之间有一落差,粉尘流与周围空气产生剪切作用,空气被卷进物料中,相互的卷吸作用瞬间在卸料口扬起粉尘,并向四周飞扬。
矿山作业中的粉尘按来源可分为破碎产尘与扬尘。
主要污染源设备为破碎机、振动筛及皮带运输机。
表1 各产尘源产尘强度及粒径分布情况表T able1 Dust producing intensity andpar ticle diameter distribution of different dust origins尘源产尘强度,m g/m3筛下累积频率分布穿孔400～60090%<5um60%<2um装载100～20080%<2um运输40080%<2.5破碎8000～1000047%<5um78%<20um振动筛5000～600046%<3um80%<10um皮带3000～500055%<3um80%<6um2 粉尘治理2.1 采矿系统粉尘的治理分析采矿系统生产过程盅流动作业强,尘源散,无法实现通风除尘,采用湿式作业。
⑴穿孔作业中的粉尘治理。
穿孔作业中产生的粉尘,强度大,粒径小,干式钻孔作业采用旋风除尘或袋滤除尘,对呼吸性粉尘治理效果不是很理想。
宜采用湿式作业,增设高压喷水装置。
凿岩时通过钻杆中心注入高压水,使炮孔内的粉尘润湿,变成泥浆,然后被钻杆中心吹入的高压气流吹出。
同时可在水中加入0.1%～0.005%的润湿剂,减少水的表面张力,增加润湿能力。
⑵爆破烟尘及粉尘治理。
目前,采用水封炮眼法来治理较为理想。
用装水塑料袋代替部分炮泥充填炮眼。
炸药爆炸时水袋破裂爆炸产生的高温高压,使水部分汽化,而后遇冷,重新凝结成十分微细的雾粒,大量雾粒与爆破产生的烟尘和粉尘碰撞、接触,尘粒被雾滴捕获或润滑凝结而沉降。
水封爆破通常可比泥封爆破提高降尘率40%～70%。
⑶装载、运输过程中的扬尘采用喷水降尘。
将化学润湿剂加入水中,借助压力将水雾化成40～200um左右的细小颗粒喷雾,使水雾渗入到矿石中,增加矿石表面含湿量,使表面粉尘润湿,凝结在矿石上,减少装载扬尘。
采矿区道路浮尘较厚,在0.5～3.0cm间、尘粒细d<2.5um,占79%,仅采用洒水是达不到效果的。
因此,采用乳液抑尘剂喷洒道路。
其组分中的水、表面活性剂和油使路面的浮尘润湿、凝结,形成一层具有一定粘度和强度的油膜,抑制粉尘所含水分的蒸发,粘结降落在其表面的尘粒。
2.2 破碎系统粉尘的治理2.2.1 破碎机、振动筛产尘的治理破碎机、振动筛工作过程中产尘强度高,粉尘粒径细,是整个矿山生产中的重点产尘源。
破碎机因生产设备大、维修周期短,很难实现整体密封除尘。
因而宜采用料口加喷雾降尘装置和局部密封除尘。
⑴设置喷雾降尘装置。
在破碎作业中,物料表面含湿度是减少粉尘逸散的重要因素。
在破碎机各料口设置喷雾降尘装置能起到有力的抑尘作用。
若单纯采用喷水降尘,水量过大,出现料口阻塞;水量过小,又达不到抑尘效果,采用化学润湿剂即可保持物料表面一定的含湿度又可减少用水量(前后用水量比为4:1)。
将化学润湿剂按1:20000比例和水混合,用高压气体将混合液通过喷雾咀充分雾化,均匀喷洒在物料上,使物料润湿,增大表面含湿度。
⑵局部密封,湿式除尘。
抽尘风量的选取。
抽尘时,密闭空间内最小负压一般控制在1.96～9.80Pa。
表2 颚式破碎机风量选取Table2 Air quantity selectio n of jaw crusher 设备规格长溜槽给料上部抽风量m3/h格筛给料上部抽风量m3/h400×6001200～17001000～1400600×9001600～26001200～1800900×12002500～35001500～20001200×15003000～40002000～30001500×21004000～50003000～4000表3 圆锥破碎机风量选取T able3 Air quantity selection of taper crusher设备规格,m m上部抽风量,m3/hΥ9002500～3000Υ12003000～4000Υ1650～17503500～4500表4 振动筛风量选取T able4 Air quantity selection of vibrating screen来 料风量,m3/h热料Q=1500A冷料Q=1000A A———筛子面积m2;A=4～6m2·6· 王洪毅:露天铝土矿粉尘治理措施 2005年第4期我国铝土矿山颚式破碎机规格在900×1200mm 以上,圆锥破碎机规格在￠1200以上。
因此,风量选择由表二可知,颚式破碎机Q =3000～5000m 3/h .由表三可知,圆锥破碎机Q =3000～4500m 3/h .由表四可知,振动筛Q =6000m 3/h 。
除尘器类型选取图1 各种除尘器的净化效率和处理单位气体量所需设备费k 0的比较Fig 1 Cleaning efficiency and equipment cost k 。
of treating gas per unit of different dust catchers⑶除尘效率及设备费根据破碎机和振动筛产尘的粒径分布,均属细粉尘。
有效捕集粒径d >5um 的除尘器有旋风除尘器、袋式除尘器、电除尘器和湿式除尘器。
破碎系统采用湿式作业后,物料含水量增加,粉尘湿度增高,不宜采用袋式除尘器,而旋风除尘器除尘效率相对较低,达不到除尘效果。
由图1看出电除尘器处理单位气体量所需设备费k 0相对最大。
因此,从降尘效果、设备费来综合分析选用湿式除尘器比较适宜。
从表1看出湿式除尘器中,冲激式除尘机组液气比最小,仅为0.04～0.17L /m 3,运行中耗水量最小。
从以上分析看出无论从除尘效率、设备费,还是占地面积及维修操作方面分析,采用冲激式除尘机组对破碎机、振动筛的粉尘治理都非常理想,将破碎机各料口密封抽尘,振动筛进行整体密封抽尘,选取用高效多管旋风除尘器,冲激式除尘器二级串联除尘工艺。
高效多管旋风除尘器作为第一级除尘,对粒径10um 以上的粉尘预处理,减轻冲激式除尘器工作负荷,其除尘工艺总除尘效率计算如下:η总=1-(1-η1)(1-η2)=1-(1-85%)(1-95%)=99.3%式中:η1———高效多管旋风除尘器除尘效率;η2———冲激式除尘器除尘效率除尘工艺总设备费为:k 1=lg (100/p )-0.6=lg (100/5)-0.6=0.7k 2=1.55lg (100/p )-0.9=1.55lg (100/0.15)-0.9=0.4k 总=k 1+k 2=0.7+0.4=1.1式中:k 总———除尘工艺总设备费;k 1———冲激式除尘器设备费(η=95%);k 2———高效多管旋风除尘器设备费(η=85%)2.2.2 皮带运输扬尘的治理皮带运输过程中主要是给料与受料间的高度落差而导致扬尘。
该点风量小(1000～2000m 3/h )。
各转运点设置除尘设施从经济效益分析不很适宜。
在各转运点合理设置喷雾降尘装置,采用转运点密封喷雾抑尘,可以达到有效的降低岗位粉尘浓度的治理效果。