前言
制造陶瓷的主要原料是:粘土、石英、長石。從礦石開采、粉碎、碾磨、原料運輸、儲藏, 到陶瓷制造中的混料等工序,工人都會接觸粉塵。陶瓷產品燒制好后,切邊、拋光、打磨的工序也會產生粉塵。而粉塵在吸入呼吸道之后,通過撞擊、重力沉積、布朗運動、靜電沉積、截留而沉降在呼吸道內, 如果不做好防塵措施, 長期接觸者容易患上粉塵性支氣管炎、肺炎、鼻炎,甚至于得塵肺病。
粉塵非但會對人體健康造成一定危害,同時,粉塵對于產品質量也有一定不利影響。若車間有過多的粉塵漂浮物或長期被粉塵所籠罩,往往會造成粉塵顆粒富集于生坯表面或滲入印油、印膏或釉料中,導致產品出現斑點、色差和熔洞等質量缺陷。粉塵對設備同樣具有較大的危害,在制粉車間, 一旦粉塵進入設備內部會縮短設備使用壽命,甚至對設備造成損壞。
1 粉塵排放的種類及來源
陶瓷工業排放粉塵的種類有原料粉塵、生料粉塵、燃料粉塵和煙塵等。原料粉塵主要來自硅質原料(石英砂、硅質砂巖等)、硅鋁質原料(砂巖、粘土、粉煤灰等)和鈣、鎂質原料(滑石、白云石和石灰石等)破碎和預均化, 此類粉塵排放占陶瓷企業粉塵無組織排放的一半以上。
生料粉塵主要指原料配料、粉磨、均化、輸送過程中產生的無組織排放, 該種粉塵排放量會隨著陶瓷工業的技術進步越來越小。
燃料粉塵主要指煤進廠、儲存、破碎、粉磨、輸送等過程中產生的排放,尤其裝卸過程產生的煤粉塵排放居多。這類粉塵主要產生在以水煤漿、水煤氣為燃料的陶瓷生產廠家。煙塵主要來源于陶瓷燃料(水煤漿和油,氣體燃料燃燒一般不會有顆粒物產生)、陶瓷原料和陶瓷坯體附著的顆粒物及釋放物質(如鉛及其氧化物、鎘及其氧化物等)的陶瓷工業生產過程中。
產生粉塵的工序包括原料處理(如粉碎、篩分、混合、稱量和運輸 輸送)、干磨(濕磨較多)、干燥(如噴霧干燥)、成形、修坯、釉料噴鍍處理(如瓷磚及衛生潔具生產)、瓷件烤花和焙燒、燒成品的精整工藝(打磨、拋光)。主要設備及工序的粉塵濃度見表1 。
2 粉塵治理技術
目前國內噴霧干燥塔主要采用的治理方法是脫硫塔、氣箱脈沖袋除塵器、旋流板塔、旋風除塵器、溫式旋流板塔等方法;窯爐廢氣主要采用的治理方法是水膜除塵、水洗塔吸收、堿液吸收塔脫硫、固體制劑除塵器等。施釉工序采用的廢氣污染控制技術有水幕吸收;窯爐煙氣一般未進行治理。所用的除塵器有濕式除塵器、旋風除塵器、袋式除塵器、靜電除塵器。國內常用花崗巖水膜除塵器, 除塵效率在90 %以上, 處理后的煙塵可達到200 ㎎ 以下。
旋風除塵器主要適用于粒徑在5 ~ 30 ㎎ L 的顆粒物的去除,去除效率在60 %~ 70 %, 采用旋風處理器所需費用低廉。如果將旋風除塵器與其它除塵器聯合使用可以起到良好的除塵效果。袋式除塵效率高,能達到95 %~ 99 %的除塵效率(與初始濃度有關,濃度越高效率越高),電除塵器對細粉塵有很高的捕集效率,可高于99 %。
聯合使用除塵器或使用混合型除塵器可進一步提高除塵效率。目前所使用的先進混合型除塵器除塵效率可高達99 .99 %。由相關文獻資料可知, 與現有其它除塵設備相比,先進混合型除塵器具有以下優點:
1)除塵效果極好,中間試驗設備的排塵濃度只有0.1~ 0.2 ㎎ 。
2)濾袋的氣布比可達一般脈沖袋式除塵器的3倍,大大減少了濾袋數量;電除塵的部件也比普通電除塵器少一半還多。因此,先進混合型除塵器體積小約只有普通電除塵器的三分之一,且投資費用低。
3)濾袋的清灰頻率比普通袋式除塵器的低,可以延長濾袋壽命,運行費用也隨之降低。表2 為陶瓷廢氣采用最佳可行技術方案所對應的除塵效果。
3 粉塵防治措施
采用工程技術措施消除或降低粉塵危害, 是粉塵治理的最根本措施。
3 .1 改革工藝過程, 革新生產設備
在陶瓷原料、陶釉料礦物的開采和粉碎過程中, 一般采用濕式作業;不能采用濕式作業的, 則采用機械自動操作, 或在密閉的環境下處理原料,以減少粉塵擴散。運輸、儲藏時,采用自動裝載、機械聯動運輸。在設計儲藏室、混料車間時,應當盡量減少這些原料的挪動,減少粉塵擴散。混料時,采用機械聯動作業,避免人工操作和接觸粉塵,如果必須人工操作機器, 應建立操作室。拋光、打磨時, 采用噴水濕式作業,減少粉塵擴散?;炝宪囬g、儲藏室以及原料粉碎加工的車間以及拋光、打磨的作業場所, 除了做好上述的防護措施外,還應使作業環境通風良好。加大在防塵方面的投入, 減少粉塵的產生。以上收集的粉塵可加入配方中進行再利用。
3 .2 加強廠房建設, 合理綠化
合理建設廠房, 采用通風除塵系統使工作地點的粉塵濃度達到國家衛生標準是工廠防塵工作的又一重要措施。通常采用局部排風的除塵系統,對其進行凈化處理后排入大氣。有時也輔以機械的全面排風(如屋頂通風器或軸流通風機)或自然排風(如利用通風天窗排氣)。在廠區內合理建設使用綠化帶(垂直綠化帶, 如密集生長的吸灰灌木)進行除塵。
3 .3 個人防護和衛生
在粉塵區工作的人員,喝水的杯子要集中放在不會被粉塵污染的地方,避免水杯落入粉塵。所有接觸到粉塵的作業人員,都必須佩戴防塵口罩,下班后要養成洗手的習慣。工作服、工作帽應放在工作區,不要帶到生活區。對接觸粉塵的人員,企業應該按國家規定安排上崗前、在崗期間以及離崗前的健康體檢,了解工人的身體狀況,確保工人免遭粉塵的傷害。
4 結語
除塵工作雖然需要一定的設備、資金和人員投入,但同樣也會帶來巨大的效益。以福建省閩清紅葉陶瓷建材有限公司為例:自2006 年實施建筑陶瓷清潔生產創新技術示范工程以來,2007 年回收原料約100 t,折合創造產值205 萬元;噴霧干燥廢氣治理后達標排放,節省20 萬元排污費。極大的降低了企業生產成本, 增強了企業競爭力。
陶瓷工業是高耗能、高污染工業, 陶瓷工業的清潔生產勢在必行。進行清潔生產是陶瓷企業的責任與義務。作為陶瓷生產企業應積極探索新工藝、新設備等,依托科研機構,大力發展環保技術。政府應貫徹清潔生產法,積極引導陶瓷企業進行清潔生產,為陶瓷行業的可持續發展打下堅實的基礎。
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