白馬選礦廠一期破碎除塵系統(tǒng)優(yōu)化改造方案

計(jì)志雄

(攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司白馬選礦廠,四川 攀枝花 617209)

1 選廠現(xiàn)狀

白馬選礦廠是二十一世紀(jì)國內(nèi)開工建設(shè)的特大型現(xiàn)代鋼鐵選礦企業(yè)，一期650萬t/年破碎系統(tǒng)于2006年底建成投產(chǎn)，采用三段一閉路破碎-篩分-洗礦流程，設(shè)計(jì)作業(yè)率56.5%，產(chǎn)品-12 mm含量≥95%，共設(shè)計(jì)20套SC濕式除塵器，總裝機(jī)功率544kW、除塵風(fēng)量41.61萬m3/h；2010年因中、細(xì)破系統(tǒng)進(jìn)行工藝、設(shè)備改造，取消了預(yù)先篩分及洗礦流程，新增了1套LCMP 300-P取消了低壓脈沖布袋集中除塵器，裝機(jī)功率450 kW、除塵風(fēng)量15.36萬m3/h。目前，一期破碎除塵系統(tǒng)主要由布袋除塵設(shè)備、SC型濕式除塵設(shè)備和噴水抑塵設(shè)施相結(jié)合降塵，總裝機(jī)功率994 kW、除塵風(fēng)量56.97萬m3/h。

2 存在問題

2.1 濕式除塵器設(shè)備老化，除塵效果降低

一期破碎系統(tǒng)20臺濕式除塵器已運(yùn)行13年，長期濕式作業(yè)造成設(shè)備本體老化、銹蝕嚴(yán)重，除塵效果降低。

2.2 濕式除塵器水位控制困難，操作維護(hù)工作量較大

SC型濕式除塵器在運(yùn)行過程中，含塵氣體高速沖擊水面，并通過水塔內(nèi)“濕式通道產(chǎn)生的離心力使粉塵與水充分接觸潤濕后落入水箱底部，以達(dá)到使粉塵與空氣分離。

在此過程中對水位控制較為嚴(yán)格（水位偏差小于10 mm），但在含塵氣體沖擊的作用下箱體水面波動較大，水位控制難度較大，水位高時(shí)風(fēng)阻較大，現(xiàn)場除塵效果差，液位低時(shí)，含塵氣體過濾效果差，極易造成粉塵超標(biāo)排放污染大氣。一期破碎系統(tǒng)濕式除塵器原采用電極控制水位高低，因電極電阻較大控制效果差而停止使用，后采用浮子液位，也因易積礦堵塞而不成功，現(xiàn)采溢流管控制液位，但每2 h需進(jìn)行1次排污操作，工作量較大，并且生產(chǎn)中頻繁停機(jī)排污極易造成粉塵在風(fēng)管內(nèi)沉降，堵塞風(fēng)管，進(jìn)一步增加風(fēng)管疏通維護(hù)工作量。

2.3 工藝變化，產(chǎn)品粒度降低

一期破碎系統(tǒng)采用三段一閉路破碎-篩分-洗礦流程，后因原礦性質(zhì)變化，經(jīng)2010年和2013年2次工藝設(shè)備升級改造，取消了中破預(yù)先篩分和洗礦作業(yè)，原礦處理量提高至690萬t/y左右，產(chǎn)品-12 mm含量提高至96%，生產(chǎn)過程中粉塵量增大，現(xiàn)有除塵設(shè)備難以滿足除塵要求。

2.4 部分崗位粉塵較大

6#、8#、11#皮帶采用移動小車卸料，由于礦倉卸料口因生產(chǎn)、維修需要無法密封和卸料小車移動頻繁等原因，導(dǎo)致抽風(fēng)除塵效果不佳，造成移動小車卸料過程中粉塵較大。

2.5 噴水抑塵效果不佳

為加強(qiáng)系統(tǒng)粉塵治理，一期除塵新增了34個(gè)噴淋裝置噴水抑塵，由于水質(zhì)較差、水霧較粗、分散效果不好及難以準(zhǔn)確掌控防塵水添加量等原因，噴嘴頻繁堵塞，抑塵效果不佳，且極易導(dǎo)致原礦含水量過大，造成皮帶跑偏、打滑和堵塞漏子及篩孔等，影響正產(chǎn)生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行效率的發(fā)揮。

2.6 國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高

《鐵礦采選污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28661-2012）實(shí)施前，國家規(guī)定允許粉塵顆粒物最高排放濃度限值為120 mg/m3；新規(guī)實(shí)施后，規(guī)定現(xiàn)有選礦企業(yè)在2012年10月1日 ～ 2014年12月31日期間，礦石運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載、礦倉、破碎、篩分工序粉塵顆粒物排放濃度限值提高至50 mg/m3,2015年1月1日起，粉塵顆粒物排放濃度限值進(jìn)一步提高至20 mg/m3，在國土開發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開始減弱，或環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染問題而需要采取特別保護(hù)措施的地區(qū)，粉塵顆粒物排放濃度限值為10 mg/m3。

3 干霧抑塵技術(shù)及應(yīng)用

3.1 干霧抑塵技術(shù)簡介

微米級干霧抑塵裝置是由壓縮空氣驅(qū)動聲波震蕩器，通過高頻聲波的音爆作用將水在噴頭處高度霧化，產(chǎn)生-10 μm的微細(xì)水霧顆粒（直徑10 μm以下的霧稱干霧）噴向產(chǎn)塵點(diǎn)，使水霧顆粒與粉塵顆粒相互碰撞、粘結(jié)、聚結(jié)增大，并在自身重力作用下沉降，達(dá)到抑塵的作用。干霧抑塵裝置主要由微米級干霧機(jī)、水汽分配器、噴霧箱控制器、萬向節(jié)噴霧器總成、噴霧箱噴霧器總成、水氣連接管線和自動控制系統(tǒng)等組成。

3.2 干霧抑塵技術(shù)可靠性

干霧抑塵技術(shù)屬國家環(huán)境保護(hù)部《鋼鐵行業(yè)采選礦工藝污染防治較佳可行技術(shù)指南》中的超聲霧化就地抑塵技術(shù)，適用于礦石破碎、篩分、皮帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)等細(xì)塵揚(yáng)塵大的產(chǎn)塵點(diǎn)，對呼吸性粉塵捕獲效果更佳。該技術(shù)能顯著降低產(chǎn)塵點(diǎn)揚(yáng)塵濃度，無需清灰，避免二次污染；就地抑塵技術(shù)比其他除塵系統(tǒng)節(jié)省投資30% ～ 50%，節(jié)能50%，且占據(jù)空間小，節(jié)省場地。

3.3 應(yīng)用實(shí)例

密地選礦廠破碎工序采用三段一閉路破碎及中破磁滑輪拋尾工藝，年實(shí)際處理原礦量1150萬t，2015年閉路系統(tǒng)采用布袋除塵系統(tǒng)、噴水系統(tǒng)與2套干霧抑塵裝置相結(jié)合進(jìn)行降塵，因干霧抑塵裝置使用效果較好，2018年再次使用6套干霧抑塵裝置對破碎除塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。

3.3.1 密地選礦廠粉塵參數(shù)

密地選礦廠粉塵主要來源于釩鈦磁鐵礦破碎、篩分和轉(zhuǎn)運(yùn)等，常溫下粉塵的堆積密度為3 t/m3，其主要化學(xué)成分和粒徑分別見表1、2。

表1 粉塵化學(xué)成分分析結(jié)果/%Table 1 Results of dust chemical composition analysis table

表2 粉塵粒徑分析結(jié)果Table 2 Analysis result of dust particl size

3.3.2 干霧抑塵實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證干霧抑塵效果，在閉路系統(tǒng)新1#～ 新7#皮帶進(jìn)行了兩輪驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3、4。

表3 第1輪實(shí)驗(yàn)崗位粉塵監(jiān)測結(jié)果Table 3 Dust monitoring results of the first round of test stations

通過兩輪實(shí)驗(yàn)證明干霧抑塵裝置能夠滿足粉塵達(dá)標(biāo)排放。

表4 第2輪實(shí)驗(yàn)崗位粉塵監(jiān)測結(jié)果Table 4 Dust monitoring results of the second round of test stations

3.3.3 使用效果

密地選礦廠破碎除塵系統(tǒng)改造前有5套布袋除塵器和2套干霧抑塵裝置，其中，5套布袋除塵器裝機(jī)功率2292 kW、除塵風(fēng)量140.5萬m3/h，運(yùn)行費(fèi)用高達(dá)1300萬元/年；優(yōu)化改造后，破碎除塵系統(tǒng)新增6套干霧抑塵裝置,保留除塵風(fēng)量66.5萬m3/h較優(yōu)化前減少74萬m3/h，總裝機(jī)功率為828 kW較優(yōu)化前減少1465 kW，并實(shí)現(xiàn)了崗位粉塵和外排粉塵的全面達(dá)標(biāo)。

4 改造思路

目前，選礦破碎系統(tǒng)采取的除塵方式主要有密閉抽風(fēng)除塵和噴霧灑水除塵2種，常用的除塵器主要有布袋除塵器、濕式除塵器和靜電除塵器等，其中布袋除塵器應(yīng)用廣泛、適應(yīng)性強(qiáng)、除塵效率高等優(yōu)點(diǎn)，但安裝及運(yùn)行成本較高、占地面積大；濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行成本低，但操作維護(hù)工作量大、水位控制難度較大；靜電除塵對粉塵濃度和比電阻要求較高，難以適應(yīng)現(xiàn)場大量的高濃度粉塵。因此，根據(jù)一期破碎除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)今先進(jìn)的除塵技術(shù)及參照干霧抑塵技術(shù)在密地選礦破碎工序的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，欲采用干霧抑塵技術(shù)對一期破碎除塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。

4.1 拆除濕式除塵器，新增4臺干霧抑塵裝置

密地選礦廠破碎系統(tǒng)與白馬選礦廠一期破碎系統(tǒng)工藝類似、原礦性質(zhì)相近，年原礦處理量較一期破碎系統(tǒng)大，共使用6套干霧抑塵裝置治理124個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)揚(yáng)塵。因此，參照密地選礦廠干霧抑塵改造經(jīng)驗(yàn)，建議拆除20臺濕式除塵器，新增4臺SLS-60C微米級干霧機(jī)及其配套裝置用于一期破碎系統(tǒng)68個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)粉塵治理。

4.2 新建干霧除塵水處理系統(tǒng)

干霧抑塵裝置對水質(zhì)要求較高，鑒于一期破碎生產(chǎn)新水水質(zhì)較差，建議新建一套水處理系統(tǒng)，以滿足干霧除塵的用水需要。

4.3 破碎機(jī)、檢查篩排料皮帶采用布袋除塵

破碎機(jī)、檢查篩排料皮帶因受料點(diǎn)較多、物料落差較大、料流量較大，大量物料在加速下落過程中會造成氣流的強(qiáng)烈擾動，加之皮帶受料點(diǎn)、破碎機(jī)及檢查篩因設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的擺動而無法做到完全密封，生產(chǎn)過程中極易造成水霧和粉塵逸出。因此，建議對現(xiàn)有布袋除塵器19個(gè)吸塵點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，集中用于破碎機(jī)和檢查篩排料皮帶共21個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)粉塵治理，但不與此處設(shè)置的干霧抑塵裝置同時(shí)運(yùn)行。

4.4 卸料小車干霧抑塵

細(xì)破礦槽頂部的1臺卸料小車采用3點(diǎn)移動軟管干霧抑塵方式；篩分料倉頂部2臺卸料小采用2點(diǎn)移動軟管干霧抑塵方式。

5 結(jié) 語

粉塵治理和節(jié)能減排長期是選礦企業(yè)生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，密地選礦廠破碎和干選布袋除塵器優(yōu)化改造實(shí)踐證明，干霧抑塵技術(shù)可以較好的滿足國家現(xiàn)行粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排的要求，可為各選礦企業(yè)粉塵治理和除塵系統(tǒng)優(yōu)化改造提供參考和借鑒。