探討煤矸石制備無機纖維工藝過程的環境影響分析及環保對策

摘要：以煤矸石為原料制備無機纖維，是對煤矸石的綜合利用，具有積極的環境效益，但該生產過程會對環境造成二次影響。本文對該生產工藝的環境影響進行了分析，并提出了可行的環保對策。

關鍵詞：煤矸石；無機纖維；環境影響

中圖分類號：X820 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）05-0017-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.008

Abstract： The preparation of inorganic fiber using coal gangue as raw material is a comprehensive utilization of coal gangue and has positive environmental benefits. However， if environmental protection measures are not provided in the production process， it will cause secondary impact on the environment. The environmental impact of this article on the production process is discussed in this paper. Analyzed and put forward feasible environmental protection measures.

Keywords：Coal gangue；Inorganic fibers；Environmental impact

山西作為全國的產煤大省，現有矸石山1543座，堆存占地2705.39hm2，煤矸石累計堆放量已達10億t，且每年新增煤矸石8000萬t。按照山西省煤炭工業發展規劃，到2015年全省原煤產量將達到10億t。即每年將新增煤矸石量約1.5億t。因此可以以煤矸石為原料制備無機纖維，對煤矸石加以綜合利用。

1 原輔材料

主要原輔料為煤矸石、鎳紅土礦和造渣劑石灰。煤矸石來源于當地的選煤廠，石灰與鎳紅土礦為市場采購，比例為1：1：0.5。本項目的成品、原料及包裝材料貯存于各分類倉庫內。庫內保管應按批號分存，建立嚴格的分發料制度，杜絕混批號等問題造成不必要的事故。各類倉庫應符合所存物品的存放條件，建立責任體系，保證存放安全。企業已建立成熟的管理體系和檢驗手段，項目所需的物品存放可納入這一體系統一管理[1]。

2 主要設備

主要生產車間為制造無機纖維的熔煉車間系統、成纖系統，設備為料倉、轉窯系統、皮帶運輸系統、電爐、保溫爐、高速離心機、無機纖維施膠系統、自動排渣系統、集纖維室、機擺錘法系統、自動控制系統、成纖引風機等。

3 工藝過程

將采煤過程中產出的煤矸石配入等量的鎳紅土礦、一定比例的造渣劑先在回轉窯中干燥并對煤矸石脫硫；干燥好的原料熱裝入礦熱電爐中進行熔煉，產出1500種以上的高溫爐渣和鎳鐵合金；高溫爐渣采用特種專用高速離心設備直接制成超細無機纖維，鎳鐵合金通過鑄錠機直接鑄成可以出售的合金錠產品。

4 環境影響分析

4.1 大氣環境影響分析

大氣污染環節主要是回轉窯干燥焙燒、電爐冶煉、原料轉運、配料、烘干及焙燒等工序產生的大氣污染物[2-3]。

4.1.1 粉塵

電爐冶煉需要的粒度為小于50mm，鎳紅土礦為氧化礦，其含水率一般在30%左右。需要經過篩分和破碎工序，篩分、破碎工序產生粉塵；原輔料在運輸、儲存過程會產生大量粉塵。

4.1.2 燃燒煙氣

煤矸石、鎳紅土礦、造渣劑混合后需要將原料30%左右的水分徹底脫除，干燥及焙燒采用Φ右的水分徹的回轉窯，回轉窯的煙氣含塵、含硫量均較高；冶煉電爐和保溫爐產生的煙氣，溫度高，含塵量小。

4.2 水環境影響分析

本項目生產廢水主要為循環冷卻水系統排放的清潔下水，主要污染物為鹽以及職工生活產生的污水。

4.3 固體廢物影響分析

本項目產生的固體廢物主要為生產固廢和生活垃圾。生產固廢主要為不合格的燒結物；礦熱電爐、回轉窯、石膏煅燒系統經除塵系統收集的粉塵；制纖過程中產生的固體廢物[4]。

4.4 噪聲環境影響分析

該項目的噪聲污染源主要是電爐、回轉窯、保溫爐、除塵、脫硫、風機、立式攪拌機、篩分機、破碎機等機械設備產生的噪聲。

5 污染防治措施

5.1 廢氣污染物治理措施

項目大氣污染主要來自回轉窯干燥焙燒、電爐冶煉、原料轉運、配料、烘干及焙燒等工序產生的大氣污染物。煙氣經過熱管換熱器換熱后，與通過混風閥進入冷空氣混合，溫度降至小于180經，然后通過風機送入布袋除塵器，達標后由煙囪排空。回轉窯采用旋風+電除塵器、脫硫采用濕法脫硫、煅燒工序采用靜電除塵器加布袋除塵器。

5.1.1 粉塵

煤矸石、鎳紅土礦原料堆場硬化，采取兩側設置圍墻，上部設置頂棚，能較好地抑制渣塵飛揚，可減少揚塵量的90%以上。

物料輸送均采用封閉走廊，可有效抑制輸送過程中的粉塵污染；對落料點皮帶接頭處進行密封，其除塵效率約為90%。

電爐冶煉需要的粒度為小于50mm，鎳紅土礦為氧化礦，需要經過篩分和破碎工序，篩分、破碎工序會產生粉塵，鎳紅土礦其含水率一般在30%左右，并且購買鎳紅土礦時，礦石提供商已經經過破碎，本次破碎量很小，篩分后不合格礦石進行破碎，粉塵產生量很小，擬采取措施是密閉破碎機、篩分機，設集氣罩收集過濾后排空。

5.1.2 煙氣

廢氣含塵及含硫量均較高，采取除塵流程為：回轉窯-換熱—旋風除塵-電除塵-GXL型脫硫-風機-30m高煙囪排空。采用GXL型雙渦流除塵治理措施，其除塵效率在95%以上，脫硫效率在90%以上，可以滿足項目煙氣污染防治要求。

電爐操作采用低電壓、高電流、埋弧的模式。電爐煙氣溫度高，煙氣主要為煙塵、CO、NOX，由于電爐為半封閉式礦熱爐，因此，CO、NOX濃度較低；保溫爐內為熔融態高溫爐渣，煙氣中煙塵量很小。

礦熱電爐煙氣凈化采用袋式除塵器。高溫電爐煙氣由保溫管道引到空氣熱交換器進行熱交換，換熱后的150-200化熱空氣進行熱能的綜合利用。

5.2 水污染物治理措施

生活廢水進入污水管網，處理達標后回用，不外排。生產廢水為清潔廢水，用于灑水抑塵或和生活污水一起排到污水管網。

5.3 固體廢物治理措施

生活垃圾集中收集后，送至當地環衛部門指定地點。不合格的燒結物經預處理后作為熟料回到混料工序回用；礦熱電爐產生的煙氣經布袋除塵系統收集后返回礦熱爐進行回收利用，礦熱電爐煙氣中煙塵的主要成分為冶煉礦渣的小顆粒物，送回礦熱爐進行二次高溫冶煉是可行的。制纖處理過程中產生的固體廢物全部送入保溫爐進行二次高溫熔煉回用。

5.4 噪聲治理措施

對各主要噪聲源的防治，首先選取低噪聲設備，從噪聲源頭控制噪聲產生的強度，其次，隔斷噪聲傳播途徑，將產噪設備安裝于室內，采取基礎減震等措施，在采取以上措施后可不同程度地降低噪聲對周圍環境及職工健康的影響。

6 結束語

綜上所述，由于煤矸石制備無機纖維生產過程中主要污染物為粉塵、燃燒煙氣、不合格的燒結物等，本文對這些環節產生的環境影響進行了分析，并針對各種污染物提出了切實可行的環保措施。

參考文獻

[1]朱建軍.山西焦炭工業環境影響因素分析及環保對策[J].科技情報開發與經濟，2008，（09）：68-70.

[2]周杰. 環境影響評價制度中的利益衡量研究[D].武漢：武漢大學，2012.

[3]華建偉. 礦產資源規劃環境影響評價的理論與實踐[D].南京：南京大學，2011.

[4]鄭梁.煤炭開采對生態環境影響及環保對策探討[J].引進與咨詢，2002，（02）：14-15.

收稿日期：2018-04-04

作者簡介：王霞（1977-），女，碩士，中級職稱，研究方向為固體廢棄物處理與處置。