选矿厂破碎系统滤筒脉冲除尘器的应用

付海涛

（新余良山矿业有限责任公司，江西 新余 338001）

1 选矿厂基本情况概述

良矿公司选矿厂的主要生产流程是将铁矿石由原矿仓送至旋回破碎机进行粗碎，粗碎后的铁矿石由输送带送至圆锥破碎机进行中碎再由输送带送振动筛进行筛选，筛选后不合格的矿石再由输送带返回至圆锥破碎机进行细碎，筛选合格的矿石进入磨选工序。

图1 选矿厂破碎系统流程示意图

选矿厂破碎系统的除尘装置由于原有除尘系统设计不合理，粗碎厂房只有收尘风机，无净化装置，中细碎厂房和筛分厂房只有简易湿式除尘装置，除尘系统整体的扬尘点密闭不严，风量分配不合理，存在漏风扬尘现象，厂房内粉尘较为严重，岗位粉尘超标，设备的烟尘净化效率也很低，外排颗粒物含量超标。选矿厂的粉尘成分虽然较为简单，但粉尘中的游离SiO2浓度比较高，根据国家职业卫生标准，岗位职业卫生多处超标（见表1）。经检测粗碎、中细碎和筛分厂房的除尘器烟囱平均排放浓度分别为48mg/m³、130mg/m³和282mg/m³。根据《铁矿采选工业污染物排放标准》（GB28661-2012）要求：颗粒物排放浓度≤20mg/m3，不能满足国家环保标准，急需对破碎系统除尘进行升级改造，改善岗位员工作业环境，消除职业病危害，加强环境保护。

表1 破碎系统岗位职业卫生粉尘检测数据表

2 除尘系统方案设计

2.1 尘源分析

通过对选矿厂破碎流程进行分析，主要尘源可以划分为机械类尘源、卸载类尘源、运输类尘源和二次扬尘四大类，车间内绝大部分尘源来自机械类和卸载类，即矿石破碎、筛分作业产生的粉尘和皮带转运站交接处、破碎设备下料处及卸料小车下料处等，是车间粉尘防治工作的重点，同时也是难点。

2.2 设计原则

除尘工程是一个系统工程，需要在尘源分析、设备密封、机械通风除尘、粉尘收回等几个方面采取综合治理实施才能达到预期效果。

（1）吸风点对粉尘的有效控制。在工艺生产允许的情况下，对产尘点尽可能密闭，提高吸风利用率，同时不致影响生产人员操作。

（2）合理的风道配置系统。能够平衡各吸风支管压力，减少管路堵塞和管段磨损，降低系统阻力减少能耗。

（3）确定合理的吸风量。影响吸风量的因素很多：设备处理能力、输料溜槽的落差及角度、密闭罩的容积及严密程度、受料皮带的宽度等，因此风量的确定以理论计算为基础，结合实践经验进行修正，确定合理的设计风量。

（4）选择高效低能耗的除尘设备。除尘设备应对粒径≤5μm以下的粉尘有较高的除尘效率，满足不粘结、不堵塞、运行稳定、寿命长、易于维修管理、运行费用较低的要求。

（5）合理处理除尘系统收集的粉尘。除尘系统收集下来的粉尘容易导致二次污染，需要妥善处理，原则是经济、简便、自动回收、不产生二次扬尘。

2.3 技术方案

由于破碎生产线主要集中在粗碎厂房、中细碎厂房和筛分厂房，厂房之间距离较远，粉尘污染源多且分散，不便于将粉尘统一收集采用大风量的除尘器，如集中处理，除尘管路复杂，阻力不易平衡。根据现场工艺条件，采用分区域设计除尘系统，合理配置管网和设备、维护简单，运行可靠。各除尘系统的除尘灰集中进入搅拌制浆后通过管道流入原有排水系统至事故池集中处理，防止二次扬尘。

2.3.1 粗碎厂房除尘系统

在旋回破碎机给料口、旋回破碎机下料口溜槽及2#皮带尾部受料处共设3个吸尘点，根据经验计算除尘风量合计约28000m3/h左右。由于铁板给矿机卸料处因经常堵矿要人工作业，敞开面积大，无法完全密封，在此处采用自动喷淋装置降尘，保持矿石表面湿润，其余位置完善密闭罩和导料槽，安装防尘帘。

2.3.2 中细碎厂房除尘系统

在2#皮带头部卸料、6#皮带头部卸料、3台圆锥破碎机的给料口、3#皮带尾部3个受料点，共设置8个吸尘点，根据经验计算除尘风量合计约40000m3/h左右。圆锥破碎机的给料口处特制密封软帘罩，上部留观察孔，不影响操作，其余位置完善密闭罩和导料槽，安装防尘帘。

2.3.3 筛分厂房除尘系统

在筛分矿仓，4#移动皮带及中转仓采用整体组装式密闭罩，设置多个可视观察孔，共设3个吸尘点。在振动区域，振动给矿机采用上部吸尘罩，罩体左右及前侧安装防尘帘。振动筛筛面采用单独整体密闭室，方便单独维护和操作，密闭室采用可拆式组合结构，设置活动门和可视观察孔。5个振动筛振动给矿机和5台振动筛筛面，共计10个吸尘点。在下层转运区，筛上、筛下料受料点10个、5#皮带头部卸料点和6#皮带尾部受料点，共计12个吸尘点。皮带完善密闭罩和导料槽，安装防尘帘。筛分厂房内共计25个吸尘点，根据经验计算除尘风量合计约140000m3/h左右。

2.4 除尘器原理及特点

滤筒除尘器的工作原理：含尘气体进入除尘器灰斗后，由于气流断面扩大、大颗粒粉尘在重力和均流板惯性作用下沉降下来；粒度细小的尘粒进入过滤室后，通过扩散和筛滤等综合效应，使粉尘附着在褶式滤筒表面，净化后的气体进入净气室由排气管经风机排出。通过定时控制脉冲阀反吹清灰使褶式滤筒内出现瞬间正压并产生鼓胀和微动，沉积在滤料上的粉尘脱落，掉入灰斗内通过卸灰阀排出。该除尘器具有极高的除尘效率、设备紧凑体积小、运行能耗低、安装维护方便等显著特点，在同等风量情况下，体积只有常规除尘器的1/3，且能够达到超低排放的要求，特别适合老厂房在总图布置紧凑的情况下进行除尘系统改造。

2.5 除尘器选型

根据现场的布局情况和粉尘特性，确定选用竖装褶式滤筒脉冲除尘器，除尘器过滤风速≤0.9m/min，滤筒规格为Φ160×2000mm，除尘器本体阻力大约800Pa，根据三台除尘系统的风量计算出除尘器所需的最小过滤面积和风机最小风量。根据管网布置和管道流速计算出管道阻损、系统阻力和风机最小全压。依据计算出的数据，粗碎除尘器采用DM540，选配风机G4-73№9D，风量32000～35000m3/h，全压2560～2440Pa，配套电机功率37kw，烟囱直径φ920；中细碎除尘器采用DM760,选 配 风 机G4-73№10D，风 量48000～ 52000m3/h，全压3020～2820Pa，配套电机功率55kw,烟囱直径φ1020；筛分除尘器采用DM2600,选配风机Y4-73№16.5D，风量140000～150000m3/h，全压3500～3000Pa，配套电机功率185kw，烟囱直径φ2020。

3 现场运行结果与分析

三套除尘系统安装调试完毕后投入运行4个月，委托第三方检测机构对除尘系统改造升级的设备外排粉尘以及岗位职业卫生进行检测，粗碎出口外排粉尘平均2.75mg/m³、中细碎出口外排粉尘平均4.85mg/m³、筛分出口外排粉尘平均6.86mg/m³ 均小于20mg/m³，各岗位职业卫生检测结果见表2。

表2 破碎系统岗位职业卫生粉尘检测数据表

通过对比改造前后的检测数据可以看出，除尘系统外排粉尘由改造前的最高282mg/m³降低到了改造后最高6.86mg/m³，达到了超低排放的标准。各作业岗位的粉尘浓度在新的除尘系统运行后有了大幅度的降低，达到了国家卫生标准。

4 结语

由此可见，通过对选矿厂破碎系统除尘问题进行深入研究，充分考虑破碎系统的产尘分布、粉尘特性以及生产现场的现状情况，优化除尘系统方案设计，采用更合理、更高效的除尘设备，控制了破碎过程中的粉尘污染，改善了员工的作业环境，满足绿色矿山的需要，取得了较好的经济效益和社会效益。