白馬選礦廠一期破碎除塵系統優化改造方案

計志雄

(攀鋼集團礦業有限公司白馬選礦廠,四川 攀枝花 617209)

1 選廠現狀

白馬選礦廠是二十一世紀國內開工建設的特大型現代鋼鐵選礦企業，一期650萬t/年破碎系統于2006年底建成投產，采用三段一閉路破碎-篩分-洗礦流程，設計作業率56.5%，產品-12 mm含量≥95%，共設計20套SC濕式除塵器，總裝機功率544kW、除塵風量41.61萬m3/h；2010年因中、細破系統進行工藝、設備改造，取消了預先篩分及洗礦流程，新增了1套LCMP 300-P取消了低壓脈沖布袋集中除塵器，裝機功率450 kW、除塵風量15.36萬m3/h。目前，一期破碎除塵系統主要由布袋除塵設備、SC型濕式除塵設備和噴水抑塵設施相結合降塵，總裝機功率994 kW、除塵風量56.97萬m3/h。

2 存在問題

2.1 濕式除塵器設備老化，除塵效果降低

一期破碎系統20臺濕式除塵器已運行13年，長期濕式作業造成設備本體老化、銹蝕嚴重，除塵效果降低。

2.2 濕式除塵器水位控制困難，操作維護工作量較大

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

在此過程中對水位控制較為嚴格（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，水位高時風阻較大，現場除塵效果差，液位低時，含塵氣體過濾效果差，極易造成粉塵超標排放污染大氣。一期破碎系統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，現采溢流管控制液位，但每2 h需進行1次排污操作，工作量較大，并且生產中頻繁停機排污極易造成粉塵在風管內沉降，堵塞風管，進一步增加風管疏通維護工作量。

2.3 工藝變化，產品粒度降低

一期破碎系統采用三段一閉路破碎-篩分-洗礦流程，后因原礦性質變化，經2010年和2013年2次工藝設備升級改造，取消了中破預先篩分和洗礦作業，原礦處理量提高至690萬t/y左右，產品-12 mm含量提高至96%，生產過程中粉塵量增大，現有除塵設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、維修需要無法密封和卸料小車移動頻繁等原因，導致抽風除塵效果不佳，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

為加強系統粉塵治理，一期除塵新增了34個噴淋裝置噴水抑塵，由于水質較差、水霧較粗、分散效果不好及難以準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，影響正產生產和設備運行效率的發揮。

2.6 國家環保標準提高

《鐵礦采選污染物排放標準》（GB28661-2012）實施前，國家規定允許粉塵顆粒物最高排放濃度限值為120 mg/m3；新規實施后，規定現有選礦企業在2012年10月1日 ～ 2014年12月31日期間，礦石運輸、轉載、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一步提高至20 mg/m3，在國土開發密度已經較高、環境承載能力開始減弱，或環境容量較小、生態環境脆弱，容易發生嚴重環境污染問題而需要采取特別保護措施的地區，粉塵顆粒物排放濃度限值為10 mg/m3。

3 干霧抑塵技術及應用

3.1 干霧抑塵技術簡介

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

3.2 干霧抑塵技術可靠性

干霧抑塵技術屬國家環境保護部《鋼鐵行業采選礦工藝污染防治較佳可行技術指南》中的超聲霧化就地抑塵技術，適用于礦石破碎、篩分、皮帶運輸轉載點等細塵揚塵大的產塵點，對呼吸性粉塵捕獲效果更佳。該技術能顯著降低產塵點揚塵濃度，無需清灰，避免二次污染；就地抑塵技術比其他除塵系統節省投資30% ～ 50%，節能50%，且占據空間小，節省場地。

3.3 應用實例

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，年實際處理原礦量1150萬t，2015年閉路系統采用布袋除塵系統、噴水系統與2套干霧抑塵裝置相結合進行降塵，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進行優化改造。

3.3.1 密地選礦廠粉塵參數

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

表1 粉塵化學成分分析結果/%Table 1 Results of dust chemical composition analysis table

表2 粉塵粒徑分析結果Table 2 Analysis result of dust particl size

3.3.2 干霧抑塵實驗

為驗證干霧抑塵效果，在閉路系統新1#～ 新7#皮帶進行了兩輪驗證實驗，實驗結果見表3、4。

表3 第1輪實驗崗位粉塵監測結果Table 3 Dust monitoring results of the first round of test stations

通過兩輪實驗證明干霧抑塵裝置能夠滿足粉塵達標排放。

表4 第2輪實驗崗位粉塵監測結果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套布袋除塵器裝機功率2292 kW、除塵風量140.5萬m3/h，運行費用高達1300萬元/年；優化改造后，破碎除塵系統新增6套干霧抑塵裝置,保留除塵風量66.5萬m3/h較優化前減少74萬m3/h，總裝機功率為828 kW較優化前減少1465 kW，并實現了崗位粉塵和外排粉塵的全面達標。

4 改造思路

目前，選礦破碎系統采取的除塵方式主要有密閉抽風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，其中布袋除塵器應用廣泛、適應性強、除塵效率高等優點，但安裝及運行成本較高、占地面積大；濕式除塵器結構簡單、運行成本低，但操作維護工作量大、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，難以適應現場大量的高濃度粉塵。因此，根據一期破碎除塵系統現狀，結合當今先進的除塵技術及參照干霧抑塵技術在密地選礦破碎工序的成功應用經驗，欲采用干霧抑塵技術對一期破碎除塵系統進行優化改造。

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與白馬選礦廠一期破碎系統工藝類似、原礦性質相近，年原礦處理量較一期破碎系統大，共使用6套干霧抑塵裝置治理124個產塵點揚塵。因此，參照密地選礦廠干霧抑塵改造經驗，建議拆除20臺濕式除塵器，新增4臺SLS-60C微米級干霧機及其配套裝置用于一期破碎系統68個揚塵點粉塵治理。

4.2 新建干霧除塵水處理系統

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

4.3 破碎機、檢查篩排料皮帶采用布袋除塵

破碎機、檢查篩排料皮帶因受料點較多、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烈擾動，加之皮帶受料點、破碎機及檢查篩因設備正常運轉的擺動而無法做到完全密封，生產過程中極易造成水霧和粉塵逸出。因此，建議對現有布袋除塵器19個吸塵點進行優化，集中用于破碎機和檢查篩排料皮帶共21個揚塵點粉塵治理，但不與此處設置的干霧抑塵裝置同時運行。

4.4 卸料小車干霧抑塵

細破礦槽頂部的1臺卸料小車采用3點移動軟管干霧抑塵方式；篩分料倉頂部2臺卸料小采用2點移動軟管干霧抑塵方式。

5 結 語

粉塵治理和節能減排長期是選礦企業生產過程中的一項重點工作，密地選礦廠破碎和干選布袋除塵器優化改造實踐證明，干霧抑塵技術可以較好的滿足國家現行粉塵排放標準和實現企業節能減排的要求，可為各選礦企業粉塵治理和除塵系統優化改造提供參考和借鑒。