石墨选矿中超细粉尘治理的探讨

1、石墨选矿中超细粉尘治理的探讨摘要：石墨是我国重要的矿产之一，在我国经济发展中占有非常重要的地位。但是受到石墨行业性质的制约，在生产的过程中会产生大量的粉尘污染，不仅会给环境带来巨大的污染，人体吸入粉尘之后还会给健康带来巨大的威胁。为了降低石墨粉尘对环境和人体的危害，笔者以鲁山石墨选厂为例，从石墨行业粉尘污染的特点出发，对处理石墨超细粉尘的原理和方法进行了具体论述，并介绍了鲁山石墨选厂的超细粉尘治理情况。关键词：石墨选矿超细粉尘静电吸附石墨是一种非常重要的矿产资源，石墨工业在我国传统工业生产占据重要地位，是促进国民经济发展的支柱性产业之一。作为重要的生产资源,它的质量较轻，但是却能够耐受高温、具

2、有较强的抗腐蚀性可以在剧烈的化学反应中保持较好的稳定性，是高新技术发展的基础性材料之一。目前，石墨已经在冶炼行业中作为一种耐火材料被广泛应用于陶瓷、显像管、线路板等的导电涂料和密封材料。从世界范围内石墨行业的发展来看，它主要被用于深度加工。换句话说，就是将大块的石墨利用各种加工技术使之变成微米级、亚微米级甚至纳米级的石墨粒子。如果粉碎的石墨粒子的纯净度较高，就会在电子信息、高分子材料、军事和航空领域中被广泛应用。在新的社会发展环境中经济发展所产生的环境问题也越来越严重，并逐渐成为限制经济发展的主要因素之一。1石墨选矿超细粉尘污染的主要特点1.1超细粉尘的排放量很大由于石墨行业属于传统的工业类型

3、，设备相对比较落后，再加上生产条件的限制，在粉尘清除上的效果并不显著。在很多石墨选矿产业中，厂区就会受到大量粉尘的污染，而且由于粉尘的排放量比较大，就会对周期的空气造成严重的污染。1.2粉尘污染的类型比较单一这是因为石墨行业的生产产品比较单一，采用的工艺也比较简单，从采矿开始到选矿，会产生污染的就只有加工石墨产生的粉尘。1.3粉尘污染的分布范围比较狭窄因为石墨在被加工的过程中会被分成超细粒子，所以石墨粉尘颗粒的直径大约为0.11am之间。1.4生产环境差因为石墨行业在生产的过程中绝大多数依然采用比较传统的生产工艺，所以工作人员面临着庞大的任务量，工作强度极大，机械化利用的程度较低。在这种以人工

4、方式为主的生产条件下，石墨加工过程中产生的大量超细粉尘就会停留在空气中，严重影响了生产车间的环境质量。这也是加工工人患上粉尘肺等呼吸系统的疾病。2石墨选矿超细粉尘处理的主要方法静电除尘器和布袋除尘器一直都是我国除尘领域的主力军。静电除尘器因综合性能较高，得到了广泛的应用。然而，静电除尘器对细微粉尘的除尘效果并不理想，特别是对粒径范围在0.11m的亚微米颗粒,除尘效率不足85%。布袋除尘器对细微粒子有很好的收集效果，却又存在压降高，滤袋寿命不长等缺点。我国石墨生产行业中95%采用袋式除尘器，有的企业采用旋风除尘作为预处理。此外，国外已开始将静电袋式复合除尘器应用于超细粉尘的治理中。2.1袋式除尘

5、的清洁原理利用筛分、拦截、惯性碰撞、扩散和重力作用等方式，袋式除尘就可以对粉尘进行分离。这种超细粉尘清除的方法具有资金投入少、维修便利和清洁效果好的优点，所以在石墨超细粉尘清除领域得到了广泛应用。当然，这种除尘方法在水分含量较大的超细粉尘的清除中却不适合使用，而需要利用滤袋对含尘微粒进行过滤，这样就能让粉尘被保留在布袋上面，以此来清除超细粉尘。随着科学技术的不断发展,出现了很多新的除尘产品，其中使用比较广泛的有扁袋旁插脉冲清灰除尘器、静电袋式除尘器和筒型折叠式脉冲清灰除尘器等3种。从滤料角度来说，微孔薄膜复合滤料是目前使用最广泛的材料。这种材料就是在普通滤料的基础上，使用聚四氟乙烯微孔薄膜，因

6、为这种薄膜的化学性质非常稳定，而且表面非常光滑，而且摩擦阻力非常小，具有耐高温和不易老化等优点。而且即便这种材料经过膨化处理，也会保留较好的透气功能，它的孔径通常会在0.25am之间，空隙率约为80%2.2静电除尘的清洁原理静电除尘器的工作原理是利用高压电场使石墨粉尘发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。负极由不同断面形状的金属导线制成，叫放电电极。正极由不同几何形状的金属板制成，叫集尘电极。静电除尘器的性能受粉尘性质、设备构造和烟气流速等三个因素的影响。粉尘的比电阻是评价导电性的指标，它对除尘效率有直接的影响。下面我们对三种不同的静电除尘方式进行具体分析。第一，传统静电除尘技术已

7、经非常成熟并产业化。随着环保要求越来越严格，研制效率更高、投资更小的静电除尘器成为新的研究方向。静电除尘技术与其他除尘方式组合成的复合式静电除尘器，克服其中的单一除尘器运行时的不利因素，是一项可行的技术。第二，高速旋风静电除尘器是具有旋风除尘器和线管式静电除尘器两方面特征的复合式除尘器，颗粒在其中受到离心力和静电力的复合作用而分离，因此它的除尘效率比单一旋风除尘器高，并且能够捕集粒径更小的尘粒,而由于入口风速较高，其能够处理的烟气量比线管式静电除尘器大得多。第三，静电袋式复合除尘器是另一种复合式除尘器，其结构建立在现有成熟的袋滤式除尘器的基础上并采取静电增强方式。静电袋式复合除尘器能够捕集比普

8、通电除尘器更微细的颗粒，净化效率也极高，通常超过99.9%。与单一静电除尘器相比，此除尘器对粉尘比电阻适应范围广；与普通袋式过滤器相比，此复合式除尘器的烟气流速高、阻力低、运行费用低，美国电力研究学会研究的紧凑式混合除尘器也属于此列。静电增强颗粒层除尘器也具有类似的原理，它具有耐高温、耐腐蚀、不燃烧，除尘效果不受粉尘比电阻影响的优点，一般在高温环境下米用。3鲁山石墨厂对石墨超细粉尘的处理措施3.1鲁山石墨厂石墨加工的流程图（见图1）3.2鲁山石墨厂所面临的粉尘污染问题由于石墨粉的比重轻，与水的亲和性不好，不易被水吸附，而且石墨粉极易导电,在整个生产区域内到处飘扬着石墨粉尘，影响电器设备的运行带

9、来严重危害，同时对工人的身心健康也造成极大的影响，严重地污染了周边环境。为了净化周边环境，改善工人的生产条件，同时也为电器设备的安全运行提供保障，必须对石墨粉尘污染加以严格控制,加大除尘的力度。鲁山石墨厂粉尘污染的产尘点主要集中在如下部分:在原矿堆场已购入约4000t石墨原矿，而顶棚尚未建设，大风时易产生扬尘等影响；（2）破碎车间破碎机及振动筛给矿点、胶带输送机的转载点易产生粉尘；（3）尾矿库干摊在大风天气下可能产生扬尘；（4）产品包装后运输阶段易产生粉尘。3.3鲁山石墨厂处理粉尘污染的措施矿石堆场。矿石在堆放过程中会产生一定的扬尘，原矿堆场可采取设顶棚、人工定时洒水等措施，洒水次数根据天气情

10、况而定，干燥大风天气多洒水,多雨时可适当减少洒水次数，一般每天喷洒35次，每次23min,使矿石表面保持一定水分，以控制风蚀扬尘。人工筛分装置、筛分破碎车间及皮带廊扬尘。选厂粉尘污染源主要是破碎车间破碎机及振动筛给矿点、胶带输送机的转载点，车间配备2台破碎机、1台筛分机,采取的措施有：对人工筛分装置及其皮带廊、破碎筛分车间及其皮带运输廊道均进行全封闭,并在破碎及筛分设备易产生粉尘处设密闭集气罩(共设3个集气罩)及静电袋式复合除尘器1台，含尘气体经除尘器除尘净化后，最终经15m高的排气筒排放，粉尘产生浓度约为20003000mg/m3,排放浓度为2030mg/m3除尘效率约为99%,粉尘排放量1

11、.13t/a。粉尘排放浓度能够满足大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)二级标准限值要求,即粉尘120mg/m3。尾矿库。尾矿库主要为尾矿渣干滩扬尘，由于尾矿库三面环山，为山谷型尾矿库,同时尾矿库干滩长度不大，且含水率较高，一般情况下对周围大气环境影响较小。厂方采取的措施有：加强尾矿库的管理，在干旱季节配置专人及时清扫洒水；在尾矿渣堆积过程中采取逐级边坡覆土绿化的措施运输扬尘。厂方采取的措施有：产品装车时不高于车厢、加盖帆布篷，并对原矿矿石进行表面洒水，对运输的车辆限速、限载、防止物料飞扬、抛洒；道路沿线定期适时洒水，在通过村庄时谨慎慢行，减少车辆颠簸，路面应经常维护修补，汽车也应

12、经常维修保养，维持良好的车况，最大限度的减轻对运输道路沿线居民的影响。4结语综上所述，几年的实践证明，对鲁山石墨选厂石墨粉尘的几个主要产尘点加以控制，严格管理,现在已取得明显的经济效益和社会效益，既增加了产值，同时也净化了厂区的生产环境，改善了同周边居民和单位的关系，工人的身心健康得到很好保障。参考文献李长春，方宗奎一种静电吸附的粉尘自动检测系统设计与研究C/中国科学技术协会、天津市人民政府第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集中国科学技术协会、天津市人民政府，2011:7.陈志鹏，于溯源.石墨粉尘在HTR-10蒸汽发生器中的热泳沉积C/中国颗粒学会、中国科学院地球环境研究所、