称心常识网实验室制二氧化硫
摘要为符合国家环保治理理念，实现公司长期稳定的超低排放，结合高硫石灰石地质和现状分析，提出了初步配矿、细化配矿和精确配矿三步走策略，并采取了一些具体措施，包括天网监控和卡调调配等智能控制措施，最终实现了窑尾烟气SO2 <10 mg/Nm3的超低排放目标。
我公司拥有自备石灰石矿山，矿区石灰石种类丰富，其中石灰石全硫>0.20%的石灰石（简称高硫石灰石）分布区域广、储量大。2018年已爆破石灰石中全硫<0.20%的石灰石量仅为76.74%。为解决高硫石灰石在水泥生产中引起的SO2尾气排放超高的问题，采用两种石灰石配矿方法，但在开采、快速检测、精确配矿方面存在困难。
1 高硫石灰石地质分析矿区矿体（层）主要赋存于二叠系下统茅口组（P1m）及栖霞组（P1q）地层中，总体走向北偏东，倾向285°~325°，倾角12°~20°，平均约15°，呈层状分布。
茅口组：主要为一套灰、深灰、局部灰黑色中厚~巨厚层状生物碎屑灰岩夹泥灰岩及微晶灰岩。底部含泥质较重，燧石含量增多，与泥灰岩互层稳定，是茅口组与及栖霞组的分界标志。
栖霞组：一套灰、深灰色夹浅灰色中厚~厚层状生物碎屑灰岩、泥灰岩。上部为灰至灰白色块状生物碎屑灰岩；中部为浅灰至深灰带褐色含白云质生物碎屑灰岩；下部为灰至深灰、黑灰色中厚层至块状生物碎屑灰岩，各矿层结构见表1。
综上所述，高硫矿层主要集中在P1-2 1m和P1-1 1m地层，分别在P1-2 1m地层中部出露，厚约20~30 m，颜色为灰黑色~黑色；P1-1 1m夹石层，厚度30 m，与多层钙质炭质黏土层互层，颜色为灰黑色~黑色。
高硫石灰石矿量理论计算：目前矿区中部、南侧区域均出露高硫石灰石，计算高硫石灰石矿量为2?188.9万t，占总矿量6%，目前在矿区集中出露，宽度约600 m，长约920 m，覆盖矿区大部分区域。
表1 石灰石矿层全硫分析
2 高硫石灰石现状分析2018年1月起我们对每日爆破区域定位，利用CASS软件将爆区的石灰石全硫含量绘制在CAD图上，通过现场不同矿层取样（见图1）和收集的不同矿层石灰石全硫质量信息（见表2）分析可知，不同矿层的石灰石全硫与地质理论分析一致。
图1 不同矿层石灰石外观
表2 不同矿层石灰石全硫含量
3 解决方案提高石灰石全硫<0.20%合格率，实现烟气SO2长期稳定处于低排放值，我公司采取三步走战略：（1）初步配矿，根据矿山生产制定科学严谨的开采计划；（2）细化配矿，使用X荧光硫钙铁分析仪法快速验证配矿后石灰石全硫含量；（3）精确配矿，采用先进的数字化矿山卡调系统精确配矿，已取得良好的生产效果。
3.1 初步配矿
制定年度开采计划、季度开采计划，初步对低硫石灰石和高硫石灰石按照1∶4矿量搭配规划，再通过月计划控制每月开采高硫石灰石量，见表3。
表3 月开采计划
3.2 细化配矿
采用X荧光硫钙铁分析仪快速测定石灰石全硫，有效实现快速、准确检验，且此方法试验误差小，仅为0.05%，对比情况见表4。不仅解决化学分析检测时间长，检测不及时的问题，还解决了X-荧光分析仪试验条件较高，石灰石采矿场不能满足试验条件的难题。
3.3 精确配矿
数字化矿山卡调配矿系统，是目前国内领先的智能调配系统，通过给每辆运矿车、挖掘机配备独立终端，建立终端与电脑控制终端联系，可随时根据开采需要编程智能控制，实现了日产量4万t石灰石情况下的精确配矿。管理人员还可在电脑控制终端实时了解、监控，控制挖掘机运行状况、运矿车运行路径、卸料等情况，如图2。具体操作流程如下：
（1）化验室每天及时录入爆堆质量信息，包括氧化钙、全硫、爆堆铲装平台高程及位置等，如图3。
（2）通过电脑控制终端设定石灰石全硫上限，绑定相对应的挖掘机设备，实现卡调自动调配。通过覆盖矿区的天网监控，及时根据爆堆变化情况进行修正，保证配矿不超过全硫标准值，配矿工作见图4。
表4 硫钙铁仪检测石灰石中全硫对比情况%
图2 卡调实时监控图
图3 石灰石爆堆质量数据录入
（3）每天对破碎机下料口石灰石进行检测，发现不合格及时更改铲装计划与石灰石质量搭配。
（4）化验室通过覆盖全矿区的监控和卡调系统对挖掘机、运矿车进行监督，并按照《卡调搭配制度》进行考核。
4 效果我矿山实验室从2018年9月开始利用配矿试运行控制石灰石中全硫含量的方法，2019年1月正式使用。2019年上半年我公司石灰石全硫<0.20%合格率达96.83%，窑系统尾气SO2均值小于10 mg/Nm3，远远低于国标100 mg/Nm3的要求，见图5。积极响应国家“绿水青山就是金山银山”的环保号召，实现我公司废气SO2长期稳定的超低排放。
图4 配矿工作运行示意
图5 窑系统尾气SO2排放月均值和月大于60 mg/Nm3次数
作者单位：四川峨胜水泥集团股份有限公司
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