2015年10月22日

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粉尘是影响选矿厂高效安全洁净生产的主要因素之一,它不仅污染环境,对原料本身也是一种损耗。矿山粉尘所造成的职业危害已被业界充分认识,在破碎系统内,物料的输送、运转、破碎、筛分等工艺生产过程中均会产生粉尘。为了给工人创造一个良好的工作环境,减少职业病的发生概率,关键的问题是要在开展技术革新的基础上,做好选矿破碎和筛分过程中的粉尘治理,将粉尘控制在产尘点,切断粉尘的扩散,从根本上消除粉尘,真正实现清洁生产的目标。笔者将结合自己现场试验探究和理论研究,与同行一起探讨如何控制选矿破碎和筛分过程中的粉尘。 
    一、产尘机理及粉尘特性 
    (一)产尘机理分析 
    弄清尘化机理,是治理粉尘的首要问题。任何粉尘都要经过一定的传播途径,才能以空气为媒介向周边扩散,使粉尘从静止状态变为悬浮状态的过程称作“尘化”过程。由于空气流动而引起的粉尘飞扬,基本上分为两种情况:第一种是在处理散装物料时,由于空气的流动,将粉尘从处理物料中带出污染局部地带的一次扬尘;第二种就是由于室内空气的流动及设备的运行引起落尘再次吹起的二次扬尘。 
    目前选矿厂采用的工艺流程为:破碎系统采用“粗-中-细”三段破碎,两段闭路磨矿,一粗两扫三精的浮选工艺流程。根据对现场的观察和理论分析,在破碎筛分车间,破碎筛分属于一次扬尘的机理主要有以下四个方面: 
    1.剪切作用造成尘化。由高处落入矿仓的细粉料,在空气的迎面阻力下引起剪切作用,使降落的物料悬浮起来。用振动给矿机给料时,物料散布在溜槽的整个断面上,这时由于物料的推动作用使空气压入漏斗或给矿机中。空气受到的挤压力及向外逸出的速度会与物料的下落速度有关。而物料的下落速度与其下落的高度有关,高度越大,速度也会越大,因此,降低物料的下落高度,也就是减缓物料的下落速度,可以减少粉尘的飞扬。基于此,为了降低物料的下落高度,破碎车间尽量保证原矿仓时刻有料,这样就降低了物料的下落高度。避免细碎料直接触及仓底,造成由于空气震动引起的二次扬尘。 
    2.诱导空气造成的尘化。物料在空气中以一定的速度运动时,能带动周围空气随其一起流动(流体动力学中的伯努利原理),这部分空气被称为诱导空气。诱导的空气又会卷吸一部分粉尘,随空气一起流动,产生诱导尘化作用。大颗粒物料沿着溜槽运动时,由于周围空气同物料的摩擦作用以及其他原因,空气随着运动的物料而流动(诱导作用),并在下一个生产流程的设备或密闭罩中向外逸出。 
    3.设备运动引起的尘化。在筛分作业中由于筛分设备带动矿石在筛上的高频振动,引发矿石中夹带的粉尘与空气相混合形成粉尘。还有某些工艺所特有的性质,它的作用与通风机(如破碎机)或往复式气缸(如给矿机)相似。 
    4.装入物料引起的尘化。将物料往一定容积的矿仓装料时,排挤出与装入物料同体积的空气,这些空气将由装料口排出。 
    (二)破碎筛分的粉尘特性 
    破碎筛分车间产生的矿物性粉尘颗粒不规则,粒径分布不均匀,不同的作业产生粉尘的分散度不同,表1为该选矿厂破碎车间破碎作业中的粉尘分散度的统计。 



    掌握粉尘分散度对防尘工作具有重要意义。粉尘分散度的数据是机械除尘系统的管路配置、管径计算以及选择净化设备的主要依据之一。 
    二、粉尘综合控制方法 
    进行选矿破碎筛分除尘设计最终是要解决两个方面的问题:一是使厂房内的环境(岗位粉尘浓度)达到国家职业卫生标准的要求;二是使外排的粉尘浓度满足大气污染物综合排放标准的要求。为解决这两个问题,可采用以下两种方法: 
    (一)密闭抽风除尘 
    在处理散状物料的车间内,几乎所有的破碎、筛分和运输设备都是粉尘飞扬的发源地,设备密闭的目的是将设备所散发的粉尘局限在一定的范围(密罩)内,为抽风除尘创造条件,以防粉尘扩散至作业地点。控制粉尘的最好办法是对产尘设备尽可能的进行密闭,以隔断生产过程中产生的一次尘化气流在室内的飞扬传播。产尘设备的密闭工作,在综合防尘措施中占有特殊重要的地位。尤其是当物料湿度较小时,破碎作业易产生大量粉尘,设备密闭得好,只需很小的风量就可以获得较好的除尘效果。因此应该严格地密闭破碎机的进、排料口和外壳上的孔洞,并在进料口的溜槽或给矿机上设抽风罩。选矿厂破碎车间专门针对破碎机的外壳孔洞和排料口进行了密封处理,并在破碎机的给料口和落料口处架设了轴流风机,破碎除尘效果立竿见影。筛分车间对振动筛采取了整体密闭。当物料沿筛面运动时,部分空气随块料顺着筛条向下流动,部分空气随破碎粉料经过格筛孔向下流动。当物料经过较长的溜槽送入筛子时,在密闭罩下部(卸料溜槽处)设置抽风罩,也能达到很好的除尘效果。 
    (二)湿法除尘 
    在物料的运输和处理过程中,借助喷水加湿物料,以减少或消除粉尘的产生,或在扬尘地点对已产生的粉尘进行喷淋,从而起到加湿物料、捕捉粉尘、抑制扬尘的作用。喷淋降尘技术是治理开放性粉尘的最简便、最经济的方法。喷淋降尘是通过喷嘴喷出细微水雾润湿、捕捉粉尘,同时润湿矿石,减少下一道工序的粉尘产尘量。因此在物料运转处设置喷淋水管就地抑尘,这种抑尘技术适用于工业原料系统的破碎、筛分、皮带运输机运转点等粉尘扬尘大的产尘点。 
    同时,为了避免由于设备的运动产生的二次扬尘,破碎车间规定上下定时清理设备环境卫生,将设备上的浮尘用水清理干净,并对皮带廊的栏杆扶手和地面进行喷淋洒水清理,使员工深刻的认识到,搞好车间的环境卫生不仅是工作的一部分,更是对自己的身体健康必须承担的一分责任。 
    三、结论 
    选矿厂针对自身实际情况,对密闭抽风除尘和湿法除尘的系统进行了研究,最终采用密闭抽风除尘和湿法除尘相结合的工艺以改进目前的粉尘度高的现状。改进之后的除尘效果,作业过程中无肉眼可见的悬浮雾化颗粒,经抽样测算,粉尘度较原来下降75%。 
    减轻破碎筛分的粉尘污染,改善工人的作业环境,实现清洁生产是目前矿山环境保护的主要工作之一,也是提高选矿厂生产效率的基本保证。综合防尘还有许多工作要做,必须采用多种手段和方式有机结合。粉尘的治理是一个长期而艰巨的任务,需要企业全体人员的不懈努力。        (作者单位:阿勒泰正元国际)

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