金属矿山除尘技术研究进展

金属矿山除尘技术研究进展
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，金属矿山采选过程中会产生大量细粒
矿尘，其中，从空气沉降下来的矿尘被称作沉积矿尘；悬浮于矿内空气中的矿尘
被称作浮游矿尘。

细粒金属粉尘的分散度会随的细小颗粒的增多而增高，根据统计，矿石开采产生的粉尘占粉尘总量的41．3%，矿石破碎占粉尘总量的33．1%，矿石筛选占粉尘总量的25．6%。

关键词：金属；矿山；除尘
引言
干雾除尘技术在各行业应用前景十分广泛。

尽管矿山除尘技术已取得很大的
进展，但都存在不足，还需要深入研究探讨。

随着社会经济的发展，人们对生活
环境水平的要求越来越高，高效能、低污染、低排放的工业发展模式成为主流。

干雾除尘技术也会日渐完善，绽放光彩。

1粉尘的概念
粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒。

习惯上讲，对粉尘有许多名称，但这些
名词并没有明显的界限，如灰尘、烟尘、矿尘、尘埃、砂尘、粉末等。

根据国际
标准化组织规定，粉尘是粒径小于75μm的固体悬浮物。

地球温度能够一直保持
的最主要原因之一是由于大气中粉尘的存在，大气中粉尘过多或者过少都将对环
境产生灾难性的影响。

生产性粉尘在生活和工作中，会对人类的健康产生严重的
危害，可以诱发很多疾病。

2金属矿尘的危害性
2.1金属矿尘爆炸
同其他物质一样，粉尘也具有一定的能量。

因为粉尘具有表面积大，粒径小
的特点，所以其表面能也很大。

当空气中粉尘浓度较高时，会形成很容易着火的
可燃混合气体，当遇到高温物体或者明火时，会释放出大量的热能，并在一瞬间
完成燃烧过程，这样燃烧气体的温度就会猛然升高，体积迅速膨胀，从而形成了
很高的膨胀压力。

金属矿山的矿尘粒度极细，在高温高压的环境下，很有可能会
引发破坏力极大的爆炸。

一旦爆炸产生，将会带来重大的人员伤亡，并且给企业
带巨大的经济损失，因此对于金属矿山粉尘爆炸的问题应该给予高度重视，实施
严格的管控措施，有效防止和预防粉尘爆炸的产生。

2.2减少设备的使用寿命
粉尘随风流运动时会跟仪器、设备产生摩擦与碰撞，随着时间的增加，仪器
和设备表面就会受到磨损。

目前，金属矿山的自动化水平日益提高，精密仪器的
数量也不断增加，如果不能有效控制风流中的矿尘，会严重影响仪器和设备的使
用寿命，进而对金属矿山的生产工作产生不利影响。

2.3严重污染环境，有很大的安全隐患
金属矿山的矿尘浓度较高时，会造成工作面的能见度会降低，职工在这种恶
劣的环境中长期工作，会有很多安全隐患，造成不必要的伤亡。

3金属矿山综合防尘降尘技术
3.1金属多孔过滤除尘技术
金属多孔过滤材料具有良好的焊接性能、加工性能、导热性和高韧性。

在常
温下，金属过滤材料强度是陶瓷材料的10倍，在700℃时强度也是陶瓷材料的数
倍。

金属多孔过滤除尘器形式多种多样，按多孔过滤材料的结构不同主要可以分
为烧结金属粉末、金属膜、烧结金属丝网和金属纤维毡等形式。

金属粉末在真空
或氢气中烧结，形成烧结金属粉末过滤介质，其结构孔隙率可达20%~40%。

金属
纤维毡过滤介质由2~40μm短金属纤维烧结而成，结构孔隙率可高达90%。

美国Pall公司开发出的Fe3Al烧结金属粉末过滤材料具有价格低廉且抗高温（1000℃）抗氧化，耐腐蚀性强等优点。

比利时Bekaert公司利用其特殊的结构采用316L不
锈钢烧结而成的金属纤维毡，过滤粉尘的粒径范围可从2~100μm，而且即使是非
常细的亚微米颗粒也能保障低压降的有效过滤。

由于金属固有的特性，金属多孔
过滤材料在高温下易受到氧化、酸碱腐蚀等因素影响，从而导致过滤效率和强度
下降。

新式合金的开发和烧结工艺的提升可增强金属多孔过滤除尘器的运行稳定性，优化除尘效率。

3.2水幕净化风流技术
水幕是用来降尘或隔爆的技术，为净化空气而在巷道中用喷嘴喷出的水雾构
成屏障，通过水雾技术可以有效的降低矿尘浓度，并且净化如风流。

一般情况下，金属矿井总入风流净化水幕会安装在距井20－100m巷道内；巷道中产尘源净化
水幕安装在尘源下风侧5～10m内；采区入风流净化水幕安装在风流分叉口支流
里侧20～50m巷道内；回风流净化水幕安装在距工作面回风口10～20m回风巷内；掘进回风流净化水幕安装在距工作面30～50m巷道内。

3.3喷雾防尘系统的构成
喷雾防尘系统是在金属矿山的粉尘空气中喷射雾化水滴，雾化水滴中通常会
含有湿润剂，利用湿润剂对粉尘的润湿效果，加强粉尘颗粒之间的相互碰撞接触，从而达到捕尘效果。

喷雾降尘系统的主要组成部分为过滤器、喷嘴、传感器、主机、定时控制阀、增压泵、管路等组成的。

喷雾防尘系统可有针对性的抑制尘源，如在矿石卸载、转运过程利用洒水喷雾抑制粉尘飞扬、装矿铲斗铲矿时润湿矿石，在爆破时利用冲击波启动水幕喷雾等。

设计喷雾除尘技术时不要对生产工艺产生
影响，不要对工人的操作产生影响，不要改变物料本身的物理化学性质；有效避
免喷雾除尘产生的液滴对设备及零部件等造成腐蚀；生产设备应与供水水泵连锁，同时运转、同时停止；射流宽度不宜过宽，物料与喷嘴间的距离不小于300mm；如果设有吸尘罩，那应将喷雾水幕设置在则喷嘴与吸尘罩之间。

同煤矿相比，喷
雾除尘抑尘技术在金属矿山上的应用要少很多。

金属矿山喷雾防尘抑尘技术的使
用效果同喷射方向、通风形成雾蔽带的效果、喷嘴的布置以及喷雾装置距离工作
面的距离、管路的压力等因素有密切的关系。

3.4干雾降尘技术应用
对需除尘设备增加管路及密封改造，利用原有除尘器处理排料点粉尘，完善
密封。

处理风量不得小于30000m3/h，完善密封；粉尘湿法排放无二次污染。

增
加一套干雾抑尘系统，流量2000L/h，压力100bar，控制面积700㎡，配套管路，电磁阀，喷头等。

结语
随着社会经济的发展，人们对生活环境水平的要求越来越高，金属矿山的防
尘抑尘工作需要进行综合治理，要全面考虑到产生粉尘的场所，形成并建立一套
完整的金属矿山防尘抑尘治理体系。

对金属矿山应该采用先进的管理体系，促进
劳动卫生的管理纳入更加规范的轨道；强化作业场所劳动环境的治理和管理工作；采用有针对性的、效果显著的防尘抑尘技术；改善职工的工作环境，降低尘肺病
等职业病的发生概率，促进金属矿山行业的持续发展。

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