金屬礦山除塵技術研究與應用

馬艷玲

（紫金礦業集團股份有限公司，福建 龍巖 364200）

目前我國的工業一直保持著發展狀態，其中金屬的需求量居高不下，在目前的金屬開采工作中，從一開始的開孔，到后來的開采，乃至最后的運輸，都會產生粉末類廢料，而我國目前的粉塵處理技術依然是以布袋除塵、電除塵、密閉式除塵，噴水除塵為主，大部分金屬開采和金屬冶煉企業還未裝備更為先進的金屬除塵技術。傳統的粉塵處理技術無法徹底的清除粉塵[1]。殘余的金屬粉塵將揮發到大氣中，對人類的健康造成破壞。因此，金屬礦山除塵技術的研究與應用將會有深遠的意義。

1 對我國現階段施行的除塵技術的分析

（1）布袋除塵。布袋式除塵器由上、中、下部箱體、清灰系統、排灰系統組成，采用原始的物理方法，即利用重力及濾料的吸附作用將粉塵過濾掉。具體操作為，將含有粉塵的氣體通過布袋式除塵器，大顆粒在重力的作用下沉積到灰斗內，較輕的顆粒則會再通過濾料的過程中被吸附住，從而達到過濾氣體的作用[2]。然而這種排灰方法存在許多弊端，效率不高就是其中之一，在布袋式除塵器的實際應用中，其除塵效率將呈現一種高斯函數式的變化趨勢。但是，隨著使用時間的增長，布袋式除塵器中積累的粉塵增多，變厚，使除塵器的阻力增加，除塵器的效率相應減少。因此，在實際使用中，清灰對于布袋式除塵器來說是至關重要的。

（2）靜電除塵。靜電除塵主要應用于化學、冶金等工業，通過電離氣體使空氣分子電離成正負離子，粉塵粒子與負離子相結合而呈電負性，繼而被正極板吸收。從而起到凈化空氣的作用。靜電除塵相比于布袋式除塵，其最大的優點就是除塵效率大大提升，除此之外，靜電式除塵可以通過微機控制，也就是說，這種除塵方式可以遠程控制，大大節省了人力成本。但是，在企業的實際應用中，由于該技術的復雜程度相對較高，設備的安裝，保養及維護過程都相對復雜，這大大增加了該技術在實際應用中所需的成本。同時，該技術可凈化的粉塵種類有限，無法做到全面凈化灰塵。且對溫度與適度的要求較高。目前，我國在除塵技術上不斷革新，在研發新技術的同時，也在不斷提高傳統技術的使用效率，為國內的開采及冶煉企業提供了方案與思路。

2 傳統除塵方式在實踐中的效果及成本

通過調查研究，我們就傳統的四種除塵方法進行了對比，該對比結果是從近幾年該類企業的統計數據中整理歸納而來，僅作參考。

首先，在處理粉塵的效果方面。密閉式除塵法，對其設施外部的空氣的除塵率最高可達95%。布袋式除塵法，由于布袋式除塵器的產品多樣性較高，我們將其分作高端產品和低端產品來分別研究，對于高端的布袋式除塵器，其除塵率可以達到90%以上，而低端產品的除塵效率則低于50%。高壓靜電除塵法，其除塵率為90%以上。噴水除塵法的除塵效率在70%以下。在該階段的對比中，我們可以看出，除塵效率較高的除塵方式是布袋式除塵法和高壓靜電除塵法。

對各種方法應用成本的分析，現階段我國主要的除塵方法中，成本主要來源于設備的維護保養，能源消耗，人工費用，運輸費用以及資源的可回收利用情況。分析對比四類最常見的除塵方法，其中布袋式除塵法與高壓靜電除塵法的設備安裝維護費用較高。封閉法所需土地面積較大，這三種方法的前期投入金額均為較高。噴水法的前期投入相對較低。在后期實際應用中，噴水法會導致水資源的二次污染，封閉法的人工費用支出較高，高壓靜電法和布袋式除塵法在實際應用中要時常注意設備的磨損，需要時常進行保養。其中，高壓靜電法在實際的除塵過程中無法處理破碎機粉塵。

3 關于最新除塵技術的研究與實際應用的可行性

鑒于采礦行業的持續繁榮，而環境問題是事關人類命運的重大問題，當前所采用的除塵方法存在著許多的弊端，我國乃至世界就此問題進行了一系列的研究，力求尋找到一個最合適的金屬礦山除塵方案。目前的研究已取得一定的成果，研發出以生物納膜抑塵技術、云霧抑塵、濕式收塵為代表的新一代除塵技術，另外對于粉塵作業人員的職業健康監護也是技術層面之外一項新的防塵舉措。這些技術及方法改進了傳統除塵技術的弊端，在資源保護，能源消耗，人力資源消耗等方面做出了改進。

（1）生物納膜技術。生物納膜具有很強的電荷吸附性，它有兩層間距為納米級的電離層膜構成，在粉塵通過時，這層生物納膜會將小的顆粒狀的粉塵吸收，進而使它們匯聚，最終成為大顆粒粉塵，在重力的作用下沉積。該項技術可達到99%以上的除塵率，其成本也控制在0.05元/噸-0.5元/噸。該項技術可以很好的應用在礦除塵工作中，以招金金翅嶺金礦為例，該廠作為生物納膜技術的試點單位，在應用了生物納膜技術后，其廠內粉塵的總抑制率達到了95%。

（2）云霧抑塵。將高壓離子霧化技術以及超聲波霧化技術應用到除塵工作中的技術稱為云霧抑塵技術，這項技術可產生1μm～100μm的超細干霧，干霧的密度較大，因此與空氣中粉塵的接觸機會大大增加，一旦這些干霧與粉塵相結合，他們就會凝聚，繼而沉降，從而達到凈化掉粉塵的作用。這項技術對大氣細微顆粒污染的防治效果明顯。

（3）濕式收塵。濕式收塵技術在通過水與粉塵結合使其沉降的除塵方法的基礎上增加了壓降法除塵，通過獨特的葉輪設計來產生高壓降及空氣流速，在雙重作用下可以實現高效的除塵。而在實際應用中，這項技術可以根據實際需要清除的粉塵的種類及尺寸來調整功率，優化使用成本。

（4）粉塵作業人員的職業健康監護。對于粉塵作業人員的職業健康監護，是一個系統而具有延續性的過程，是依靠現代醫學技術，對粉塵作業人員進行職業疾病防控治療的有效措施。一般情況下，職業健康監護的對象包括接觸生產粉塵的新錄用、轉崗、在崗、離職、退休人員以及工齡超過5年已出現職業疾病癥狀的工作人員等，對包括活動性肺結核、塵肺、職業性哮喘等職業禁忌病進行詳細檢查，原則上檢查周期可設定為常規檢查每年一次，專項檢查2-3年一次，對已經發生輕重癥狀的工作人員，要及時住院進行治療，安排實時監護。

4 結語

綜上所述，本文就傳統的金屬礦山除塵方法和現代新型除塵方法的工作原理進行了介紹，對每一項技術在實際應用中的利弊進行了分析。在傳統技術的橫向對比中進一步闡述了傳統技術在實際應用中所顯露出的弊端。對技術的分析與思考有利于技術的革新，是研究人員有針對性的進行技術研發，技術創新，這對于我國金屬礦山行業有著積極的意義。