《人工（gōng）製砂技術的應用（yòng）與發展-第六章》

《人工製砂（shā）技術的應（yīng）用與發（fā）展-第六章》

導讀：前麵談到人工砂石係統研究的關鍵因素  本章內容將繼續第2.3點製砂設備與骨料的關係

2. 3 設備（bèi）與骨料的（de）關係

外力的作（zuò）用是岩石破碎的唯一手段，在破碎設備的擠壓、劈裂、彎曲、衝擊、碾磨等力（lì）作用下（xià）岩石被破碎，經篩網分（fèn）級後形成（chéng）骨料，這（zhè）就是設備與骨料的基本關係。破碎比（bǐ）I的（de）定義為入破粒度對產品粒度的（de）比值，它是確定破（pò）碎段數的主要（yào）因素，一般而言，當破碎（suì）給料粒度越大，而產品粒度要求越細時，破碎段數越（yuè）多（duō）。

在破碎生產的各個環節中，由於粗碎（suì）、中碎和細碎的特點、破碎機理不同，對設備（bèi）的要求也不一樣（yàng）。從破碎比角度來看，粗碎應選擇 I = 3 ～ 6，中細碎 I =5 ～8，細碎 I =9 ～12，才能最大限度地發揮各（gè）級設（shè）備的效能（néng）而獲（huò）得最佳破碎（suì）工藝方案。

無論采用何種結構形式的破碎設備，每一個破碎（suì）環節達不到破碎比要（yào）求時（shí）都會對（duì）下一級破碎造成壓力和製約，其結果將造成增（zēng）加破（pò）碎（suì）環節以及增加物料（liào）的循（xún）環量、篩分量等，無形中造成設備購（gòu）置費用、基礎建設費用、環保費用等（děng）大幅上升，同時也增加了係統（tǒng）故（gù）障點，使係統運行可靠性下降。雖然破碎比是確定破碎段（duàn）數的主要因素，然而生產規模（mó）、設備性能和岩石（shí）岩性也有重要影響。開挖爆破的岩石經破（pò）碎變成（chéng）骨料要選擇合理的工藝方案（àn）與先進的（de）設備配套才是最（zuì）佳的解決（jué）手段，推薦不同岩石破碎段（duàn）宜優先使用的設備。岩石與製砂機設備選（xuǎn）擇的（de）關係見表 8

表 8 岩石與製砂機設備選擇的關係

3 砂石加工技術發展方向（xiàng）———低碳環保

從（cóng）貓跳河三級水電站開始的幹（gàn）式製砂第 1 代人（rén）工砂石加（jiā）工工藝一（yī）直到上世紀 90 年代在湖南江埡、碗（wǎn）米坡（pō）以及福建棉花灘、廣西百色等大型砂石項目中（zhōng）使用（yòng），因砂中石粉（fěn）含（hán）泥及（jí）雜質、粗骨料裹粉（fěn）等影（yǐng）響混凝土質量的問題無法解（jiě）決，加上粉塵汙染環境較為嚴重，現大型砂石係統中已經不再使（shǐ）用該技術。上世紀 70 年代在烏江渡水電站采用了全開路全棒磨機濕式製砂技術（shù），80 年代後期在東風水電站（zhàn）砂石係（xì）統中采用了細圓錐破加（jiā）棒磨機的製（zhì）砂工（gōng）藝（yì），此期間國內的廣西大化、岩灘以及湖南五強（qiáng）溪等水電站均采用了單一的棒（bàng）磨（mó）機全濕式製砂，全（quán）濕式製（zhì）砂技術（shù）缺點是能耗高（gāo）、汙染（rǎn）大、粉砂流失大。

上世紀 80 年代的（de）代表（biǎo）工（gōng）藝為粗碎主要是旋回（huí）破、顎破開路生產（chǎn），圓錐破、反擊破（pò）中碎閉路生產，棒磨機、細圓錐製砂細（xì）碎閉路（lù）生產。1993 年在天生橋二級水電站白雲砂石係統的粗碎開路、中細碎閉路（lù）、旋盤破碎機加（jiā）棒磨機製砂技術，在製砂工序中引入了旋（xuán）盤（pán）破碎的製砂新理念，其優點是產量高、能耗低; 1996 年（nián）二灘水電站砂石係統全部采用進口（kǒu）設備分 4 段破碎開路生產，製砂采用（yòng）了旋盤破磨（mó）機和棒磨機生產; 1998 年三峽工程擴建後在製砂（shā）上使用了立軸（zhóu）破加棒磨機製砂，補充和完（wán）善了全濕式的製砂技術。目前因對製砂工藝技術的認識不一，還有（yǒu）大（dà）量的生產企業使用這（zhè）一傳（chuán）統技術。新世紀後研究出的半幹式製砂工（gōng）藝采用粗碎開路、立軸破（pò）完全取代了棒磨機，在工藝技（jì）術上作了重大調整，開發出了（le） “3 段破碎、過程閉路整形、未（wèi）級出成品”的高品質核電砂石骨料加工技術，粗碎脫泥、細碎高頻（pín）篩分（fèn）與選粉配套的 “全自動控製技術”。在汙水處理 “零排放”的大量工藝及設備實踐與研究中，在目前世界上最大的3 300 t/h的人工砂係統中成功完（wán）成了這一課題的研究與實踐，推動（dòng）了人工砂石向（xiàng）高品質（zhì）與低碳環保技術向前邁出了曆史性的一大步。

4 結束語

人工砂石生產技術從幹式、濕式發展（zhǎn）到節能、低碳、環保的半幹式製砂工藝技術，半幹式（shì）製砂技術主要關注（zhù）產品質量、工藝技術、環保節能控製。

( 1) 根據岩性成分、功指數、磨蝕指數選擇各段破碎設備類型。

( 2) 根據各種粒徑骨料高（gāo）峰時段的最大需求之（zhī）和與生產不均勻係數的積進行平衡計算，確定係統（tǒng）的（de）生產規模。

( 3) 半幹式製砂工藝設計（jì）除（chú）注重骨料破碎加（jiā）工設（shè）備的選擇外，當礦石（shí）含泥高時，在粗破前宜選擇棒條給料機在給料時分級篩分脫泥，粗破後應將（jiāng）小於 20 mm 的骨（gǔ）料用洗石機洗滌幹淨，20 ～80 mm 的骨料可用 0. 25 ～0. 3 MPa 壓力的水在（zài）篩（shāi）麵衝洗，粗破（pò）一篩後 5 ～60 mm 的骨料宜進（jìn）入立軸破（pò）加工小石和成品（pǐn）砂，粗、中破後的粗（cū）骨（gǔ）料需（xū）在（zài）進入成品倉前經檢查篩分衝洗脫粉; 采用水力（lì）旋流器配高頻振動脫水篩回收石粉、負壓吸（xī）水，粉泥水經沉澱（diàn）池加速沉澱，離心（xīn）脫泥設備回收，高速立軸破和旋盤破是製砂的低能耗首選設備; 礦（kuàng）石破碎後，當石粉含（hán）量過高時可用選粉設備脫粉。

( 4) 低碳（tàn）環保的製砂工藝技術（shù）除必須滿（mǎn）足各種骨料的質量指標外，還要控製各種（zhǒng）材料及能源消耗，半幹式製砂用水量應控（kòng）製在 0. 15 ～ 0. 45 m3/ t為宜，回收利用率控製在 90% 以上（shàng），用電量不大於 5. 5 kW·h/t。

( 5) 洗石機及（jí）粗骨料的衝洗汙水經水力（lì）旋流器回（huí）收後有少量粉砂隨汙泥水流入豎流沉澱池，實測含泥質量濃（nóng）度約 8% ～10%。經 4 h 沉澱後含（hán）泥質量濃度約 17. 5% ～43%，平均 23. 24%，流入一級離心脫（tuō）泥機脫泥後的固相含水率平均為 19. 53%。泥經皮帶（dài）機送至集料鬥、經礦渣車運（yùn）至棄渣場，是很好的複耕黏土。液（yè）相含固率為 5. 3% ～13. 96%，平為均 9. 68%，在加（jiā）入絮凝劑後經離（lí）心脫（tuō）泥機脫泥的固相含水率平均為 23. 65%，液相含固率0. 08% ～ 0. 21% ，平均（jun1）為 0. 165% ，在流入斜（xié）管沉澱池經（jīng） 2. 5 h 沉澱後液相濁度平均為 50 ～70 mg/L，符（fú）合國（guó）家一（yī）級生產用水標準，池底固相含泥質量濃度平均為 18%。形成的汙水處理流程為豎流沉澱池一級沉澱、離心機二級脫泥（ní）、斜管沉澱池沉澱回收清水（shuǐ），水的回收利用（yòng）達到（dào） 92. 8%，實現了零排放。

( 6) 半幹式工藝控製（zhì）含水率解決各破（pò）碎篩（shāi）分環（huán）節的粉塵揚塵汙染問題，骨料（liào）衝擊鐵件是主要（yào）的噪聲源（yuán），水電九局的專利技術 “降噪梭槽”能（néng）將噪聲降低到國標（biāo）範圍，設（shè）備的噪聲在安裝隔音罩和隔音控製室後可降低到 55 dB。

( 7) 半幹式製砂技術采用自（zì）動化控製、水處理的分級回收實現零排放，適應範圍較廣。

( 8) 中國水電（diàn）對人工（gōng）砂的研究與應用已經過半過多世（shì）紀，大量的工程實踐證明人工砂優於天然砂，核電、機場（chǎng）、高鐵受國標的限製，雖然在施工試驗中證（zhèng）明小於 0. 075 的石粉放大到 8% ～ 12%時，砂的孔隙率最小（xiǎo）、密度最大，混凝土的強度指標也最高，但 JGJ/52—2006《普通混（hún）凝土用砂（shā）、石質量及檢驗方法標準》規範對人工砂石粉含（hán）量的控製，主體工程混（hún）凝土還是不能突破應（yīng）用於工程實踐中，這種現象應（yīng） 從國家規（guī）範製定（dìng）上早日得到解決。

( 9) 半幹式製砂技術現已應用於水電、機場、核電、公路、橋梁、碼（mǎ）頭及特種高品質混凝土的多級骨料生產，經近 10 年不同規模、不同岩性的實踐證明是智能節能、低碳環保的製砂技術，宜大力推（tuī）廣使用。

人工製砂技術的（de）應用與（yǔ）發展全文（wén）完。

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