矿山选厂破碎筛分的粉尘控制方法研究

洪 顺，鲍光华，肖放萍，赵孟阳

（南昌矿山机械有限公司，江西 南昌 330000）

粉尘是严重制约矿山选厂高效安全洁净生产的主要原因之一，不仅对选矿工人以及周边生态环境污染严重，使得土壤、水系等重金属污染加剧，而且对矿石原料有明显的损耗作用，因此，加强矿山粉尘控制研究意义重大[1]。矿石从物料的输送、转运、破碎、筛分以及进入生产车间等过程中均能够产生粉尘，所以加强生产工艺改进等研究是控制粉尘扩散的主要方法，从根本上消除粉尘的危害，进而实现环保型生产目标。

1 选厂产生粉尘的原因分析

研究粉尘产生的原因是治理粉尘的基础，根据粉尘产生途径和诱发因素等可将其分为两种：一是在处理散状物料过程中使得空气流动性显著增加，进而将细小颗粒状的物料带出，形成粉尘（一次扬尘）；二是由于生产车间中设备等运行，使得室内空气流动性显著增加，进而引起室内落尘的再次扬尘（二次扬尘）。

根据矿山实际分析可知，一次扬尘主要分布在破碎车间内，其产生粉尘的原因包括[2]：①剪切作用造成的尘化，由于矿石物料从高处落入矿仓过程中，细粉料在空气迎面阻力的作用下出现剪切作用，进而使得细粉料呈悬浮状漂浮起来，同时由于细粉料在自身重力作用下向下跌落，此时可加剧空气的剪切作用，使得空气的流动性显著增加，总体上矿石物料下落的高度越大，细粉料的速度也就越大，此时产生的一次扬尘也就越明显；②诱导空气造成的尘化，当矿石物料沿着入口进入矿仓时，物料下落过程中具有一定的速度，能够带动周围空气随着物料一起运动，此时突然加快流动的空气能够带动一些细小物料悬浮进而形成粉尘；③设备运动引起的尘化，在矿石物料筛分过程中筛分设备处于高频运动状态，能够引发矿石中的矿粉与空气混合而形成粉尘，此外，其他设备如通风机、电机等均能够引起粉尘；④装入物料引起的尘化，物料在装入矿仓过程中因为排挤等引起粉尘由装料口向外扩散。

2 破碎筛分的粉尘控制方法

矿山选厂破碎筛分的粉尘控制方法解决的目的主要包括：一是尽可能的降低选厂室内的粉尘含量，使得室内粉尘含量符合相关国标的基本要求；二是确保外排的粉尘浓度满足国标外排浓度要求。上文已述及，矿石物料生产过程中各个环节均能够引起扬尘，因此采用单一的除尘方法并不能取得较好的效果，需要进行综合除尘控制。

2.1 密闭抽风防尘方法

矿山选厂内的粉尘主要来源于处理散状矿石物料的车间，其破碎、筛分、运输设备等均是粉尘的来源。因此，针对该车间可采用密闭抽风的方法控制消除粉尘，采用密闭空间的原因包括：一是能够有效的控制粉尘向外扩散，二是为抽风除尘提供基础条件。

因此，在密闭抽风防尘实施过程中产生粉尘的设备密闭是至关重要的，是隔断一次扬尘快速扩散的基础，对控制粉尘的传播效果明显[3]。

此外，当矿石物料湿度较小时，在破碎过程中产生的粉尘量更大，为了提高抽风防尘治理效果，需将破碎机的进口和排口的孔洞密闭处理，在进口溜槽或者给料机上设置抽风罩，能够有效的提升除尘效果。

同时，矿石物料在筛分过程中沿着筛面运动，可使得细小物料与下沉空气混合在一起形成粉尘，因此该设备可制作成整体密闭的设备，即将振动筛密闭，在筛面的卸料口处设置抽风罩，能够有效的消除振动筛中的粉尘。

密闭除尘的核心技术就是在主要的产尘位置布设密闭的除尘罩，对粉尘源头进行有效控制，再经过抽风设备中风机的动力将粉尘吸入防尘罩中，经过除尘器处理后从相应的管道中排放。

因此，在密闭抽风除尘工艺中密闭罩、吸尘罩和管道的设计是提高除尘效果的基础。除尘器是该工艺的主要组件，除尘器的选择应考虑以下几点内容：①必须综合考虑待清除气体的性质，包括气体的湿度、温度、含尘浓度、腐蚀性等；②应综合考虑粉尘的性质，如粉尘组成、粒度、腐蚀性、黏性、爆炸性、比重、亲水性、重金属含量等；③需要考虑进化后空气质量要求指标，如气体中粉尘含量等。

2.2 湿法防尘的方法

图1 喷雾除尘示意图

湿法防尘的方式最为常用的除尘方法，是在矿石物料运输、破碎和筛分等过程中通过喷洒水的方式使得矿石物料的湿度增加，间接的增加了细小物料的湿度、比重和黏性，使得细小物料不易与空气混合生成粉尘；或者在扬尘点位置对已产生的粉尘进行喷雾处理，使得空气中粉尘颗粒因湿度增加等而沉落，进而达到除尘的目的[4]。喷雾处理粉尘是最简便和最经济的除尘方式。

与喷淋除尘相比而言，喷雾除尘仅仅是通过喷洒细微水雾对矿粉润湿处理，不仅能够显著降低空气中的粉尘含量，而且在矿石物料筛分、破碎过程中对扬尘的抑制作用明显（图1）。因此，在产尘位置设置雾化系统，对矿石物料破碎、筛分、运输等重点部位控制，能够有效的降低粉尘带来的危害。

喷雾除尘（超声雾化除尘）是最简便和最经济的除尘方式，并且除尘效果良好。喷雾除尘是将水雾化处理成许多高速运动的密集细小水滴，是借助压缩空气冲击共振腔产生的超声波，利用超声波将水雾处理成浓密的微细雾滴，这些微细雾滴在相对密闭的空间内可以捕获、凝聚微细粉尘，使得微细粉尘的黏性、湿度和比重显著增加，进而使得粉尘迅速沉降下来，逐渐实现除尘的目的。

喷雾除尘在除尘方面具有良好的应用效果，能够满足矿山选厂破碎筛分除尘。喷雾除尘系统主要由两部分组成：一是喷雾系统，二是电控系统。其中，喷雾系统由雾化器、电动球阀、供水装置和管路组成；电控系统是控制喷雾系统和控制箱的，能够根据粉尘含量等调节喷雾水量的大小，实现节约高效除尘的基本目的[5]。此外，为了提高喷雾除尘质量以及除尘效果，喷雾系统应注意以下几点内容：①除尘使用的水雾必须最大程度的满足除尘基本需求，尽可能的使运输带等表面保持湿润状态，即尽可能的确保水雾将落料口处的粉尘封住；②应注意喷雾水量，这是由于矿石中含水量增加较多时，对筛分效果影响较大，因此，水雾中水量应控制在矿石含水量增加4%的范围内，能够有效的防止落料管堵塞问题；③喷雾系统应以自动化设备为主，不需人工控制操作。

3 结束语

综上所述，矿山选厂中破碎筛分过程产生的粉尘量是影响职工身心健康和破坏周边生态环境的主要来源，因此在破碎筛分过程中减少粉尘污染以及改善职工的作业环境，逐步实现清洁生产也是构建“绿色矿山”的基础。矿山粉尘来源较多，若采用单一的除尘方式难以解决选厂大量的粉尘，需采用综合控制方法达到除尘的目的。密闭抽风除尘方法与喷雾除尘方法的有机结合，对治理粉尘污染意义重大，其除尘效果也较单一方法更好。此外，除尘处理需要以节约水资源、电力资源等为主，即在同样的除尘效果下，尽可能的节约除尘成本。