Процесс дробления и измельчения руды на горно-обогатительных комбинатах неизбежно связан с выделением огромного количества мелкодисперсной пыли. Взвешенные в воздухе частицы создают целый комплекс проблем, затрагивающих здоровье персонала, состояние окружающей среды и долговечность производственного оборудования.
Пыль, содержащая диоксид кремния и другие соединения, при вдыхании способна вызывать тяжелые профессиональные заболевания легких. Оседая на территории предприятия и за его пределами, она загрязняет почву и водоемы. Кроме того, абразивные частицы проникают в движущиеся механизмы, ускоряя их износ и приводя к преждевременным поломкам. Поэтому разработка и внедрение эффективных методов пылеподавления является первостепенной задачей для любого современного производства.
Превентивные меры: борьба с пылью в момент ее возникновения
Наиболее результативным считается воздействие на источник пылеобразования. Если не дать мелким частицам подняться в воздух, то отпадет необходимость в их последующем улавливании. Для этого применяются технологии, связывающие пыль непосредственно в местах перегрузки и дробления материала.
Гидрообеспыливание
Самым распространенным и доступным методом считается гидрообеспыливание, или орошение. Суть технологии сводится к подаче мелкораспыленной воды на рудный материал перед его поступлением в дробилку или на конвейер. Капли воды обволакивают частицы, утяжеляя их и не давая перейти во взвешенное состояние. Для повышения эффективности метода применяются специальные системы туманообразования, которые создают в рабочей зоне не просто струи, а густое облако водяного тумана с размером капель, сопоставимым с размером частиц пыли.
Для улучшения смачивающих свойств воды и создания более прочной связи с частицами руды в воду могут добавлять специальные химические реагенты. Подобные составы, часто на основе поверхностно-активных веществ или полимеров, снижают поверхностное натяжение воды, помогают ей глубже проникать в массу материала и эффективнее связывать пыль. Применение таких добавок особенно оправдано в условиях дефицита воды или при работе с гидрофобными материалами.
Применяются различные виды реагентов для пылеподавления:
- смачиватели – увеличивают способность воды проникать в поры и обволакивать частицы;
- связующие вещества – после высыхания образуют на поверхности материала тонкую эластичную пленку, предотвращающую сдувание пыли;
- пенообразователи – создают устойчивую пену, которая накрывает источник пыления и блокирует выход частиц в атмосферу.
Выбор конкретного метода или реагента зависит от физико-химических свойств руды, климатических условий и особенностей технологического процесса. За счет грамотного применения превентивных мер удается сократить общее количество пыли в воздухе на производственной площадке на 70-80%, что существенно улучшает условия труда и снижает нагрузку на системы фильтрации.
Аспирационные системы: улавливание уже образовавшейся пыли
Даже при использовании самых передовых методов орошения часть пыли все равно попадает в воздух. Для ее улавливания предназначены аспирационные системы. Принцип их работы заключается в создании локального разряжения воздуха в местах наибольшего пыления (например, над дробилкой или в точках пересыпки руды с конвейера на конвейер). Специальные укрытия и вытяжные зонты не дают запыленному воздуху распространяться по цеху. Мощные вентиляторы засасывают этот воздух и по системе воздуховодов направляют в пылеулавливающее оборудование, где происходит его очистка. После этого воздух либо возвращается обратно в помещение, либо выбрасывается в атмосферу, уже соответствуя экологическим нормам.
Эффективность всей системы напрямую зависит от правильного проектирования укрытий и расчета необходимой производительности вентиляторов. Укрытия должны максимально герметично закрывать источник пыли, оставляя лишь технологические проемы для движения материала. Скорость воздушного потока в этих проемах подбирается таким образом, чтобы гарантированно предотвратить выбивание пыли наружу.
Основа аспирации: выбор правильного фильтра
Центральным элементом любой аспирационной установки является фильтр, или пылеуловитель. Именно в нем происходит отделение твердых частиц от воздушного потока. В горнодобывающей промышленности наибольшее распространение получили несколько типов таких устройств. Их устанавливают с учетом размера частиц, их концентрации, а также температуры и влажности запыленного воздуха.
Наиболее востребованными являются следующие виды пылеулавливающего оборудования:
- Рукавные фильтры. Представляют собой установку с набором тканевых рукавов, через которые проходит запыленный воздух. Частицы пыли оседают на поверхности ткани, а очищенный воздух проходит дальше. По мере накопления загрязнений рукава периодически встряхиваются или продуваются сжатым воздухом (импульсная регенерация), и уловленная пыль ссыпается в специальный бункер. Такие фильтры демонстрируют очень высокую степень очистки, улавливая до 99,9% даже самой мелкой пыли.
- Циклоны. В таких аппаратах очистка происходит за счет центробежной силы. Запыленный поток воздуха закручивается внутри конического корпуса аппарата. Тяжелые частицы по инерции отбрасываются к стенкам, теряют скорость и под действием гравитации опускаются в нижнюю часть циклона, а очищенный воздух выходит через центральный патрубок сверху. Циклоны простые по конструкции и хорошо справляются с крупной и средней пылью, поэтому их часто используют в качестве первой ступени очистки перед более тонкими фильтрами.
- Скрубберы (мокрые пылеуловители). В этих устройствах запыленный воздух контактирует с жидкостью (обычно водой). Частицы пыли смачиваются, утяжеляются и улавливаются каплями, после чего удаляются из аппарата в виде шлама. Скрубберы эффективны для очистки горячих и влажных газов, а также для улавливания взрывоопасной или склонной к возгоранию пыли.
Чтобы сделать производство чистым, сегодня применяют сразу несколько решений. Например, если заранее смочить руду водой, то фильтры для очистки воздуха не будут перегружаться. В результате они дольше служат и требуют меньше расходов на обслуживание. Когда разные технологии борьбы с пылью работают вместе, это создает безопасные условия для сотрудников, оберегает дорогую технику от поломок и снижает вредное влияние предприятия на природу.