锰矿除尘需兼顾 “高效净化”“设备耐用”“安全防爆” 三大核心需求，通过分级处理、精准捕集、智能控制的系统设计，可实现环保达标与经济效益的协同提升，为同类锰矿企业提供可复制的改造模式。

一、项目背景与改造需求

湖南某大型锰矿年产电解锰 15 万吨，其破碎筛分车间承担着原矿破碎（从 200mm 破碎至 10mm 以下）、分级筛分的关键工序。改造前车间采用简易布袋除尘器，存在以下突出问题：
1，粉尘浓度超标：破碎工段粉尘浓度高达 800-1200mg/m³（国标限值 4mg/m³），筛分区域弥漫性扬尘严重，作业人员需佩戴正压式呼吸器，仍频发呼吸道不适症状。
2，设备适应性差：原除尘器滤袋采用普通涤纶材质，因锰矿粉尘（含 MnO₂、MnCO₃）具有强氧化性和一定湿度（空气湿度 60-80%），滤袋平均寿命仅 2 个月，每月更换成本超 5 万元。
3，环保压力凸显：厂界无组织排放浓度超标 3-5 倍，周边村庄投诉率居高不下，被当地环保部门列为重点整改对象，面临限产风险。

二、技术方案选型与系统设计

（一）产尘点特性分析
通过连续 3 天监测，明确核心产尘环节参数：

颚式破碎机出口：粉尘浓度为 1050±120mg/m³，主要粒径在 10-150μm，温度处于 35-40℃，湿度为 55-65%。
圆锥破碎机进料口：粉尘浓度 820±80mg/m³，主要粒径 5-100μm，温度 30-35℃，湿度 60-70%。
振动筛上下料口：粉尘浓度 680±60mg/m³，主要粒径 2-50μm，温度 25-30℃，湿度 65-80%。
皮带转接点：粉尘浓度 450±50mg/m³，主要粒径 1-30μm，温度 25-30℃，湿度 70-85%。

（二）核心除尘系统配置
1，多级净化工艺：采用 “旋风除尘器 + 防爆型脉冲袋式除尘器” 二级系统，针对不同粒径粉尘分级处理：
一级预处理：在颚破、圆锥破出口安装 CLT/A 型旋风除尘器（处理风量 8000m³/h），去除 60% 以上 10μm 以上粗颗粒，降低主设备负荷。
二级精净化：选用 FMQD-Ⅲ 型防爆袋式除尘器（总处理风量 36000m³/h），采用 4 个独立过滤单元，滤袋选用 P84/PTFE 复合滤料（耐温 160℃、耐氧化等级 Class 3），滤袋数量 384 条（φ130×2500mm），过滤风速 0.8m/min。
2，捕集装置优化：
密闭罩设计：颚破、圆锥破采用全密闭罩（负压 5-8Pa），罩体采用 10mm 厚耐磨钢板，观察窗设置双层钢化玻璃（带吹扫装置）。
吸风点布局：振动筛设置顶吸罩（风量 6000m³/h）+ 侧吸罩（风量 4000m³/h），皮带转接点设置导料槽 + 密封裙边，吸风量 3000m³/h/ 点。
管道系统：主管道风速 18-22m/s，支管风速 15-18m/s，弯头采用陶瓷复合耐磨管（使用寿命≥3 年），管道坡度≥5° 防止积灰。
3，智能控制模块：
采用 PLC 控制系统，根据各产尘点粉尘浓度传感器（精度 ±5%）自动调节风机频率（30-50Hz），实现变风量运行。
清灰系统采用压差 + 定时双模式控制（设定阻力 1200Pa），脉冲喷吹压力 0.4-0.6MPa，避免过度清灰导致滤袋磨损。
配备 CO 浓度监测仪（量程 0-1000ppm）和防爆阀（爆破压力 0.1MPa），预防锰尘自燃爆炸风险。

三、实施效果与综合效益

（一）环保指标达标情况
改造后连续运行 6 个月监测数据显示：
车间作业区粉尘浓度：破碎点降至 2.1-3.5mg/m³，筛分区降至 1.8-2.8mg/m³，均优于国家标准（4mg/m³）。
排气筒排放浓度：稳定在 8-12mg/m³，满足《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）二级标准（30mg/m³）。
厂界无组织排放：下风向 100m 处浓度 0.3-0.5mg/m³，达到无组织排放限值（1.0mg/m³）。
（二）经济与社会效益
1，成本节约：
滤袋寿命从 2 个月延长至 14 个月，年更换成本从 60 万元降至 10.3 万元，节省 83%。
风机采用变频控制，年耗电量从 120 万度降至 78 万度，节约电费 25.2 万元（工业电价 0.6 元 / 度）。
2，资源回收：
旋风除尘器回收粗颗粒锰矿（品位 28-32%）约 1200 吨 / 年，回用于破碎系统，直接经济效益 48 万元 / 年（按 400 元 / 吨计）。
袋式除尘器收集细粉（品位 25-28%）800 吨 / 年，作为烧结矿添加剂，创效 20 万元 / 年。
3，社会效益：
作业人员职业病发病率下降 90%，员工满意度提升至 95%。
项目通过环保验收，企业获评 “省级绿色矿山”，获得环保专项补贴 50 万元，避免限产损失约 500 万元 / 年。

四、关键技术经验总结

1，滤料选型原则：锰矿粉尘含强氧化性成分，需优先选用耐氧化滤料（如 P84、PTFE），避免使用普通涤纶、丙纶等易被氧化的材质；高湿度环境下需选择疏水型覆膜滤料，减少黏结堵塞。
2，系统密封要点：破碎设备的转动部位（如皮带轮、联轴器）需采用伸缩式密封套，振动筛与密闭罩之间设置橡胶缓冲层，确保罩体负压稳定，减少漏风率（控制在 5% 以内）。
3，防爆设计要求：锰粉尘属于可燃性粉尘（最小点火能量 15mJ），除尘系统需采用防爆电机、防爆阀门，管道接地（电阻≤4Ω）防止静电积聚，灰斗设置恒温加热装置（保持温度 50-60℃）避免结露。

五、技术升级方向

针对锰矿除尘的特殊性，未来可重点关注：
1，湿式除尘协同应用：在高湿度筛分环节试点 “干法 + 湿法” 复合系统，采用高压微雾抑尘（雾粒直径 5-10μm）预处理，进一步降低布袋负荷。
2，智能诊断系统：引入机器视觉技术，通过摄像头实时监测滤袋表面粉尘层厚度，结合 AI 算法精准控制清灰时机，预计可再延长滤袋寿命 15-20%。
3，粉尘深度利用：开发细粉造粒技术，将回收细粉制成球团（抗压强度≥200N），提高资源利用率至 98% 以上。
本案例表明，锰矿除尘需兼顾 “高效净化”“设备耐用”“安全防爆” 三大核心需求，通过分级处理、精准捕集、智能控制的系统设计，可实现环保达标与经济效益的协同提升，为同类锰矿企业提供可复制的改造模式。