礦山選廠破碎篩分的粉塵控制方法研究

洪 順，鮑光華，肖放萍，趙孟陽

（南昌礦山機械有限公司，江西 南昌 330000）

粉塵是嚴重制約礦山選廠高效安全潔凈生產的主要原因之一，不僅對選礦工人以及周邊生態環境污染嚴重，使得土壤、水系等重金屬污染加劇，而且對礦石原料有明顯的損耗作用，因此，加強礦山粉塵控制研究意義重大[1]。礦石從物料的輸送、轉運、破碎、篩分以及進入生產車間等過程中均能夠產生粉塵，所以加強生產工藝改進等研究是控制粉塵擴散的主要方法，從根本上消除粉塵的危害，進而實現環保型生產目標。

1 選廠產生粉塵的原因分析

研究粉塵產生的原因是治理粉塵的基礎，根據粉塵產生途徑和誘發因素等可將其分為兩種：一是在處理散狀物料過程中使得空氣流動性顯著增加，進而將細小顆粒狀的物料帶出，形成粉塵（一次揚塵）；二是由于生產車間中設備等運行，使得室內空氣流動性顯著增加，進而引起室內落塵的再次揚塵（二次揚塵）。

根據礦山實際分析可知，一次揚塵主要分布在破碎車間內，其產生粉塵的原因包括[2]：①剪切作用造成的塵化，由于礦石物料從高處落入礦倉過程中，細粉料在空氣迎面阻力的作用下出現剪切作用，進而使得細粉料呈懸浮狀漂浮起來，同時由于細粉料在自身重力作用下向下跌落，此時可加劇空氣的剪切作用，使得空氣的流動性顯著增加，總體上礦石物料下落的高度越大，細粉料的速度也就越大，此時產生的一次揚塵也就越明顯；②誘導空氣造成的塵化，當礦石物料沿著入口進入礦倉時，物料下落過程中具有一定的速度，能夠帶動周圍空氣隨著物料一起運動，此時突然加快流動的空氣能夠帶動一些細小物料懸浮進而形成粉塵；③設備運動引起的塵化，在礦石物料篩分過程中篩分設備處于高頻運動狀態，能夠引發礦石中的礦粉與空氣混合而形成粉塵，此外，其他設備如通風機、電機等均能夠引起粉塵；④裝入物料引起的塵化，物料在裝入礦倉過程中因為排擠等引起粉塵由裝料口向外擴散。

2 破碎篩分的粉塵控制方法

礦山選廠破碎篩分的粉塵控制方法解決的目的主要包括：一是盡可能的降低選廠室內的粉塵含量，使得室內粉塵含量符合相關國標的基本要求；二是確保外排的粉塵濃度滿足國標外排濃度要求。上文已述及，礦石物料生產過程中各個環節均能夠引起揚塵，因此采用單一的除塵方法并不能取得較好的效果，需要進行綜合除塵控制。

2.1 密閉抽風防塵方法

礦山選廠內的粉塵主要來源于處理散狀礦石物料的車間，其破碎、篩分、運輸設備等均是粉塵的來源。因此，針對該車間可采用密閉抽風的方法控制消除粉塵，采用密閉空間的原因包括：一是能夠有效的控制粉塵向外擴散，二是為抽風除塵提供基礎條件。

因此，在密閉抽風防塵實施過程中產生粉塵的設備密閉是至關重要的，是隔斷一次揚塵快速擴散的基礎，對控制粉塵的傳播效果明顯[3]。

此外，當礦石物料濕度較小時，在破碎過程中產生的粉塵量更大，為了提高抽風防塵治理效果，需將破碎機的進口和排口的孔洞密閉處理，在進口溜槽或者給料機上設置抽風罩，能夠有效的提升除塵效果。

同時，礦石物料在篩分過程中沿著篩面運動，可使得細小物料與下沉空氣混合在一起形成粉塵，因此該設備可制作成整體密閉的設備，即將振動篩密閉，在篩面的卸料口處設置抽風罩，能夠有效的消除振動篩中的粉塵。

密閉除塵的核心技術就是在主要的產塵位置布設密閉的除塵罩，對粉塵源頭進行有效控制，再經過抽風設備中風機的動力將粉塵吸入防塵罩中，經過除塵器處理后從相應的管道中排放。

因此，在密閉抽風除塵工藝中密閉罩、吸塵罩和管道的設計是提高除塵效果的基礎。除塵器是該工藝的主要組件，除塵器的選擇應考慮以下幾點內容：①必須綜合考慮待清除氣體的性質，包括氣體的濕度、溫度、含塵濃度、腐蝕性等；②應綜合考慮粉塵的性質，如粉塵組成、粒度、腐蝕性、黏性、爆炸性、比重、親水性、重金屬含量等；③需要考慮進化后空氣質量要求指標，如氣體中粉塵含量等。

2.2 濕法防塵的方法

圖1 噴霧除塵示意圖

濕法防塵的方式最為常用的除塵方法，是在礦石物料運輸、破碎和篩分等過程中通過噴灑水的方式使得礦石物料的濕度增加，間接的增加了細小物料的濕度、比重和黏性，使得細小物料不易與空氣混合生成粉塵；或者在揚塵點位置對已產生的粉塵進行噴霧處理，使得空氣中粉塵顆粒因濕度增加等而沉落，進而達到除塵的目的[4]。噴霧處理粉塵是最簡便和最經濟的除塵方式。

與噴淋除塵相比而言，噴霧除塵僅僅是通過噴灑細微水霧對礦粉潤濕處理，不僅能夠顯著降低空氣中的粉塵含量，而且在礦石物料篩分、破碎過程中對揚塵的抑制作用明顯（圖1）。因此，在產塵位置設置霧化系統，對礦石物料破碎、篩分、運輸等重點部位控制，能夠有效的降低粉塵帶來的危害。

噴霧除塵（超聲霧化除塵）是最簡便和最經濟的除塵方式，并且除塵效果良好。噴霧除塵是將水霧化處理成許多高速運動的密集細小水滴，是借助壓縮空氣沖擊共振腔產生的超聲波，利用超聲波將水霧處理成濃密的微細霧滴，這些微細霧滴在相對密閉的空間內可以捕獲、凝聚微細粉塵，使得微細粉塵的黏性、濕度和比重顯著增加，進而使得粉塵迅速沉降下來，逐漸實現除塵的目的。

噴霧除塵在除塵方面具有良好的應用效果，能夠滿足礦山選廠破碎篩分除塵。噴霧除塵系統主要由兩部分組成：一是噴霧系統，二是電控系統。其中，噴霧系統由霧化器、電動球閥、供水裝置和管路組成；電控系統是控制噴霧系統和控制箱的，能夠根據粉塵含量等調節噴霧水量的大小，實現節約高效除塵的基本目的[5]。此外，為了提高噴霧除塵質量以及除塵效果，噴霧系統應注意以下幾點內容：①除塵使用的水霧必須最大程度的滿足除塵基本需求，盡可能的使運輸帶等表面保持濕潤狀態，即盡可能的確保水霧將落料口處的粉塵封住；②應注意噴霧水量，這是由于礦石中含水量增加較多時，對篩分效果影響較大，因此，水霧中水量應控制在礦石含水量增加4%的范圍內，能夠有效的防止落料管堵塞問題；③噴霧系統應以自動化設備為主，不需人工控制操作。

3 結束語

綜上所述，礦山選廠中破碎篩分過程產生的粉塵量是影響職工身心健康和破壞周邊生態環境的主要來源，因此在破碎篩分過程中減少粉塵污染以及改善職工的作業環境，逐步實現清潔生產也是構建“綠色礦山”的基礎。礦山粉塵來源較多，若采用單一的除塵方式難以解決選廠大量的粉塵，需采用綜合控制方法達到除塵的目的。密閉抽風除塵方法與噴霧除塵方法的有機結合，對治理粉塵污染意義重大，其除塵效果也較單一方法更好。此外，除塵處理需要以節約水資源、電力資源等為主，即在同樣的除塵效果下，盡可能的節約除塵成本。