朱永貴

(湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院,湖南長(zhǎng)沙 410014)

湖南瑤崗仙礦業(yè)有限責(zé)任公司是馳名中外的黑鎢精礦產(chǎn)地,1914年始采至今,已有96年的歷史,是我國(guó)鎢業(yè)的起源地,目前仍是湖南省最大的黑鎢精礦生產(chǎn)企業(yè)?，帊徬珊阪u礦是一個(gè)以石英脈型礦床為主的鎢礦,選礦生產(chǎn)流程以傳統(tǒng)的重選工藝為主的流程,精選過(guò)程采用干式磁選技術(shù)進(jìn)行分離,年處理精鎢砂2 500 t。由于收塵效果差,大量粉塵從放料口、選礦設(shè)備縫隙等逸出,造成車間粉塵污染嚴(yán)重,設(shè)備表面、地面積塵較多。

1 車間的污染狀況

鎢砂精選過(guò)程:干燥—磁選—篩分分級(jí)—提升—放料—倉(cāng)儲(chǔ)工藝,氧化焙燒—冷卻—放料—倉(cāng)儲(chǔ)工藝,電選—放料—倉(cāng)儲(chǔ)工藝,摻和—放料—倉(cāng)儲(chǔ)—包裝工藝。生產(chǎn)流程長(zhǎng),鎢礦精選工藝復(fù)雜,設(shè)備多,放料高差大,放料點(diǎn)多,粉塵外逸點(diǎn)多。同時(shí),鎢砂精選過(guò)程生產(chǎn)原料是粉狀細(xì)砂料,由于精選過(guò)程中的磁選及篩分分級(jí)等,使得粉塵外逸氣流大,微細(xì)粉塵隨下料口氣流從設(shè)備縫隙或放料點(diǎn)逸出,外逸速度較大。據(jù)測(cè)算,鎢礦精選過(guò)程產(chǎn)塵量約占鎢礦精礦產(chǎn)量的7%～9%。

鎢砂精選生產(chǎn)中原有兩套老式收塵設(shè)備,收塵流程如圖1所示。

圖1 收塵流程圖

由于石英脈狀黑鎢礦的特點(diǎn),在鎢精礦干式磁選、轉(zhuǎn)運(yùn)、摻和、包裝過(guò)程中,極易產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵及二次揚(yáng)塵,而原有收塵設(shè)備整體收塵效率為30%～40%,經(jīng)測(cè)定,鎢砂精選車間呼吸性粉塵濃度在10～40 mg/m3之間,超出國(guó)家工業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的幾十倍。且粉塵中游離二氧化硅的含量在20%～25%,屬高矽粉塵。

2 車間粉塵污染原因分析

鎢砂精選生產(chǎn)車間環(huán)境惡劣,根本原因就是揚(yáng)塵沒(méi)有得到有效捕集,收塵設(shè)備落后、運(yùn)行效果差、收塵系統(tǒng)不匹配等。經(jīng)分析粉塵收集裝置存在如下問(wèn)題:

1.設(shè)備密閉不嚴(yán),系統(tǒng)漏風(fēng)大。

2.篩分機(jī)、磁選機(jī)密閉罩內(nèi)未形成負(fù)壓或負(fù)壓較小,未形成有效的吸塵抽風(fēng)。

3.抽風(fēng)管道不匹配,管道配置復(fù)雜,管道布置十分不合理。

4.各分支管管徑設(shè)計(jì)過(guò)小,系統(tǒng)阻力大,風(fēng)量、風(fēng)壓難以平衡,各吸塵點(diǎn)難以達(dá)到所需要的有效吸風(fēng)量。

5.收塵設(shè)備為簡(jiǎn)易袋房,收塵面積較小,過(guò)濾風(fēng)速較大,收塵效率太低,無(wú)法滿足連續(xù)運(yùn)行高效收塵效果。

6.主風(fēng)機(jī)帶塵作業(yè),葉輪磨損大,風(fēng)機(jī)效率低。

7.主收塵設(shè)備正壓運(yùn)行,濾袋磨損大,使用壽命短,濾袋一旦出現(xiàn)破裂,收塵設(shè)備周圍將是粉塵彌漫,煙塵污染嚴(yán)重,并且清灰采用人工敲袋形式,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,設(shè)備運(yùn)行可操作性差。

8.車間地面、設(shè)備表面及縫隙積塵較多,難以清掃和收集,且人工清掃易造成二次揚(yáng)塵,清潔生產(chǎn)無(wú)法達(dá)到。

3 車間粉塵污染治理需要解決的問(wèn)題

車間粉塵污染治理需要解決如下一些問(wèn)題:

1.鎢砂精選粉塵含WO330%以上,屬有價(jià)粉塵,回收價(jià)值大。需要提高收塵系統(tǒng)的收塵效率,大幅度提高粉塵的回收率。

2.鎢砂精選粉塵屬高矽粉塵,須減少粉塵外逸及對(duì)車間內(nèi)環(huán)境的污染,降低作業(yè)崗位呼吸性粉塵濃度,減少粉塵對(duì)操作工人的職業(yè)危害,降低矽肺病的發(fā)生率。

3.對(duì)于鎢砂精選車間的落塵和撒落塵,需采取集中清掃和收集,避免二次揚(yáng)塵,提高車間的清潔生產(chǎn)水平。

4.根據(jù)鎢砂精選車間有價(jià)粉塵含量高低,優(yōu)化粉塵收集系統(tǒng)。

5.根據(jù)生產(chǎn)工藝需求,合理配置收塵管路裝置,降低收塵系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。

4 粉塵污染治理系統(tǒng)

4.1 粉塵污染治理系統(tǒng)的技術(shù)路線

依據(jù)精選設(shè)備產(chǎn)生的揚(yáng)塵特點(diǎn)、有價(jià)粉塵的粒徑分布及含量差別等,將粉塵污染治理設(shè)置為三大系統(tǒng)。具體是:(1)干燥、篩分、磁選車間的低品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng);(2)包裝車間的高品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng);(3)精選車間散落粉塵與物料收集的集中式真空清掃吸塵系統(tǒng)。

4.2 粉塵污染治理系統(tǒng)配置

4.2.1 低品位鎢砂精選粉塵污染治理系統(tǒng)

干燥、篩分、磁選車間的低品位鎢砂精選粉塵污染治理系統(tǒng):采用整體密閉罩和局部密閉罩的集中式收塵凈化系統(tǒng),對(duì)篩分機(jī)、磁選機(jī)實(shí)行整體密閉,對(duì)放料口采取局部密閉,其他采用吸塵罩形式。主體收塵裝置采用機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)袋式除塵器,濾料采用F729,清灰方式為手動(dòng)或自動(dòng)清灰。低品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng)配置如表1。

4.2.2 高品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng)

包裝車間的高品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng):振動(dòng)篩室、斗式提升機(jī)室采用鍍鋅鐵板進(jìn)行整體密閉,主體凈化設(shè)備為高效低壓脈沖袋式收塵裝置,濾料為針刺氈,清灰方式為手動(dòng)或自動(dòng)清灰。高品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng)配置如表2。

表1 低品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng)配置表

表2 高品位鎢砂粉塵污染治理系統(tǒng)配置表

4.2.3 集中式真空清掃吸塵系統(tǒng)

鎢砂精選車間散落粉塵與物料收集的集中式真空清掃吸塵系統(tǒng):對(duì)車間地面落塵和撒落塵的回收采用集中式真空清掃吸塵系統(tǒng)進(jìn)行收集。根據(jù)不同精選工序及車間地面高差,整個(gè)精選廠布設(shè)三層高氣密性真空管路,通過(guò)真空管上設(shè)置一定距離的活動(dòng)插口、活動(dòng)接頭、軟管、手把、吸咀等,把地面、墻面、機(jī)械設(shè)備表面及縫隙等處的落塵集中清掃吸入至長(zhǎng)錐體旋風(fēng)收塵器(一級(jí)收塵)和高效脈沖袋式除塵器(二級(jí)收塵),凈化后的氣體再由真空機(jī)排出。袋式除塵器濾料為針刺氈,清灰方式為手動(dòng)或自動(dòng)清灰。集中式真空清掃吸塵系統(tǒng)配置見(jiàn)表3。

表3 集中式真空清掃吸塵系統(tǒng)配置

5 粉塵污染治理系統(tǒng)應(yīng)用的新技術(shù)

粉塵污染治理系統(tǒng)應(yīng)用的新技術(shù)有:

1.集中式真空清掃吸塵技術(shù)。該技術(shù)是一套防止二次揚(yáng)塵、集中收集落塵、回收有價(jià)粉料、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的實(shí)用新技術(shù)。由真空機(jī)組產(chǎn)生-49 kPa的真空度,通過(guò)真空管網(wǎng)上一定距離的活動(dòng)插口、活動(dòng)接頭、軟管、手把、吸咀等,把地面、墻面、機(jī)械設(shè)備表面及縫隙等處的落塵集中清掃吸入至長(zhǎng)錐體旋風(fēng)除塵器和高壓脈沖袋式收塵器組成的二級(jí)收塵設(shè)備中。該技術(shù)裝置具有清掃范圍大、無(wú)清掃盲點(diǎn)、清掃效果好、容塵量大等技術(shù)優(yōu)勢(shì),達(dá)到了集中收集落塵的目的。

2.收塵系統(tǒng)管網(wǎng)阻力平衡器和揚(yáng)塵點(diǎn)局部調(diào)節(jié)閥的復(fù)合技術(shù)。該技術(shù)是分支管路阻力平衡器和吸塵點(diǎn)插板式調(diào)節(jié)閥的組合應(yīng)用技術(shù)。全負(fù)壓集中式收塵系統(tǒng)吸塵點(diǎn)多達(dá)26個(gè),采用新型阻力平衡器使各分支管路達(dá)到風(fēng)量、風(fēng)壓平衡,采用插板式調(diào)節(jié)閥微調(diào)各吸風(fēng)點(diǎn)的捕氣速度和吸氣量,以達(dá)到全收塵系統(tǒng)各吸塵點(diǎn)的有效抑塵效果。該技術(shù)組合裝置簡(jiǎn)單、實(shí)用、效果好,產(chǎn)塵點(diǎn)既無(wú)揚(yáng)塵外逸,又減少鎢砂被動(dòng)吸入收塵系統(tǒng)。

3.收塵系統(tǒng)及設(shè)備參數(shù)、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)。該技術(shù)是一種綜合優(yōu)化技術(shù)。根據(jù)黑鎢選礦全過(guò)程揚(yáng)塵特性及粉塵中鎢含量的高低,利用系統(tǒng)優(yōu)化原理,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)車間各收塵系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū);同時(shí),利用系統(tǒng)優(yōu)化原理,采用計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),對(duì)收塵設(shè)備的參數(shù)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。以達(dá)到投資少,運(yùn)行費(fèi)用低,防塵收塵效果好的目的。

4.優(yōu)化選擇適用于高矽鎢砂粉塵袋式收塵器的清灰再生方式及濾料,有效地提高袋式收塵器的清灰效果,延長(zhǎng)袋式除塵器的使用壽命。

5.主風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)。針對(duì)鎢砂精選過(guò)程各設(shè)備的不同時(shí)運(yùn)行特點(diǎn),對(duì)收塵系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)采用無(wú)級(jí)變頻調(diào)速,這樣既保證收塵系統(tǒng)吸塵點(diǎn)有效捕塵效果,又大幅度降低收塵系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

6 治理系統(tǒng)運(yùn)行效果

1.設(shè)備操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)維修量少。

2.系統(tǒng)配置的機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)袋式除塵器、低壓長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器、高壓圓筒體脈沖袋式除塵器三種主收塵器能高效連續(xù)運(yùn)行,物料回收順暢,收塵效率可達(dá)99.5%。

3.低品位鎢砂精選收塵系統(tǒng)機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)袋式除塵器采用F729濾料,高品位鎢砂精選收塵系統(tǒng)低壓長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器和集中式真空清掃吸塵系統(tǒng)高壓圓筒體脈沖袋式除塵器采用滌綸針刺氈濾料。濾袋粉塵剝落性好、清灰效果好、濾袋壽命長(zhǎng)可達(dá)一年半以上。

4.收塵系統(tǒng)采用阻力平衡器技術(shù),各分支管道分別安裝有阻力平衡器,分支管道風(fēng)量、風(fēng)壓平衡,各吸風(fēng)點(diǎn)管道分別安裝有插板式調(diào)節(jié)閥,吸風(fēng)點(diǎn)吸風(fēng)量滿足系統(tǒng)要求,密閉系統(tǒng)設(shè)置結(jié)構(gòu)合理、罩內(nèi)負(fù)壓合適,外逸粉塵得到全部捕集。

5.收塵系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速,供電頻率可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工況要求在線調(diào)節(jié),達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的。

6.集中式真空清掃吸塵系統(tǒng)活動(dòng)接口布置數(shù)量和位置合適,清掃范圍遍及全車間,無(wú)清掃盲點(diǎn)、清掃靈活方便、勞動(dòng)強(qiáng)度小、無(wú)二次揚(yáng)塵。地面、墻面、機(jī)械表面及縫隙清掃吸塵效果好,粉塵集中收集,便于集中處理,該系統(tǒng)可滿足2～3個(gè)點(diǎn)同時(shí)清掃和吸塵。

7.生產(chǎn)車間揚(yáng)塵得到有效捕集,散落粉塵得到集中收集,通過(guò)檢測(cè)作業(yè)場(chǎng)所粉塵濃度在0.1～0.5 mg/m3之間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。煙窗外排粉塵濃度在30～50 mg/m3之間,遠(yuǎn)低于國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。

7 效益分析

鎢砂精選廠粉塵污染立體化綜合治理技術(shù)及裝置能在高效、低能耗的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境社會(huì)效益如下:

1.經(jīng)濟(jì)效益:鎢的回收率提高5%～7%,每年回收鎢礦粉塵約220 t,直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1 000萬(wàn)元以上;同時(shí),每年節(jié)電約 70 000度,節(jié)約電費(fèi)約47 500元。

2.環(huán)境社會(huì)效益:設(shè)備外逸粉塵得到全部捕集,有價(jià)粉料得到全部收集,車間作業(yè)場(chǎng)所呼吸性粉塵濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),煙窗外排粉塵濃度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),有效的降低了職工矽肺病的發(fā)生率。

8 結(jié)束語(yǔ)

鎢砂精選廠粉塵污染立體化綜合治理技術(shù)項(xiàng)目,經(jīng)濟(jì)效益明顯,環(huán)境社會(huì)效益顯著。該技術(shù)成果為我國(guó)黑鎢礦山選礦過(guò)程粉塵污染立體化綜合治理探討出了一套先進(jìn)實(shí)用的綜合技術(shù)。同時(shí),在我國(guó)有色金屬生產(chǎn)企業(yè)的粉塵治理及有價(jià)物料綜合回收方面有十分廣泛的推廣前景和實(shí)用價(jià)值。

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