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大型砂石骨料加工工艺如何选择?3种工艺优缺点对比及选型建议

发布日期:2019-08-05   浏览次数:

大型砂石骨料加工工艺如何选择?3种工艺优缺点对比及选型建议

 

砂石骨料是国家道路、桥梁、水利和城市设施等建设工程不可或缺、用量巨大的原材料。近年来,环保政策持续收紧,中小型砂石厂纷纷关闭,当前砂石骨料生产线大型化、集约化、环保化需求迫切,骨料生产系统加工工艺技术的优化越来越受到社会各界的重视。

01砂石骨料典型加工工艺

1.1干法生产工艺

北方干旱、少雨,水资源缺乏,在这种自然条件下,优先采用干法工艺生产砂石骨料。下图所示为典型的干法生产工艺流程,原料经过振动给料筛和筛分机组合筛除泥土以后,一般要经过粗碎和中碎两道破碎后再进行检查筛分。

通过筛分将矿石分成3个部分:达不到产品粒度要求的最粗一级矿石返回中碎设备重新破碎,这部分返料在中细碎和筛分之间形成—个闭路循环;中等粒度矿石直接作为骨料成品进入产品仓或者堆场;小于一定粒度的原料进入立式整形制砂机进行整形制砂,制砂部分产生的石粉通过选粉机和空气除尘设备收集起来,进入密闭的石粉仓。



 

1)优点

(1)成品骨料及人工砂含水率低,一般不高于2%,可以直接运输或者使用,冬季气温低于零度时不会冻结,全年都可以连续生产。

(2)通过对选粉机风量、风压的调节,可以控制成品砂中石粉含量,相对于湿法来说产砂率高,还可以直接满足土建施工工程标准以及城市建设相关标准的强制性要求,成品骨料制作出来的混凝土强度也相对较高。

(3)生产过程中收集起来的细石粉可以用于路基垫层或水泥免烧砖原料,资源利用率高,基本可以实现零排放。

(4)由于生产过程中基本上不用水,减少了给排水和污水处理设备,系统相对简单,故投资少,占地小,操作和管理人员少,产能大,生产成本也较低。

(5)加工工艺流程短,设备简单易于集中操控,可以较方便地实现自动化或者无人化生产运行。

(6)通过在矿山开采阶段对泥土、风化岩及有机物含量的控制,各级破碎筛分均采用除尘器收尘,成品砂石骨料基本可以直接满足水利工程、城市建设标准要求,不必增设选粉机。

2)缺点

(1)对原料中泥土、有机物等杂质含量比较敏感,应严格控制泥土等杂质含量,否则极易造成堵塞和收尘系统超负荷。

(2)产品骨料表面有一定的石粉残留,洁净度不高,观感差。

(3)石料破碎、筛分阶段以及人工制砂阶段都会产生较多粉尘,对设备封闭、除尘要求较严格,带式输送机等输送设备处也易产生粉尘,按照目前环保排放要求,主要生产设备和输送设备均要求在全封闭厂房内布置。

1.2湿法生产工艺

生产过程中水作为工作介质和抑尘措施,全程参与砂石骨料的生产,故称为湿法工艺,一般在水资源丰富的地区采用。

湿法生产工艺流程,原料经过振动给料机或振动筛筛去泥土以后,大块原料要经过粗碎和中碎两道破碎后再进行筛分,将原料分成3个部分:到不到产品粒度要求的最粗一级矿石返回中碎设备重新破碎,这部分返料在中碎和筛分之间形成一个闭路循环;中等粒度矿石直接作为骨料成品进入产品仓或堆场;满足整形制砂机进料粒度要求的原料进入立式整形制砂机进行整形制砂,生产出来的砂石经过检查筛分成砂和各种规格骨料,再经螺旋或斗轮洗砂机冲洗后成为成品砂,骨料可以经洗石机冲洗后成为最终成品。通过分料阀可以调节各种成品骨料的比例。

1)优点

(1)成品砂石骨料外观好。

(2)生产过程中泥土和石粉被水流带走,不产生粉尘,避免空气污染。

2)缺点

(1)消耗大量水资源,吨砂石料约耗水2~3.5t,制砂过程中产生的泥粉污水如果直接排放会造成环境污染,回收利用又需要增加大量设备投资和成本。

(2)成品砂产量低,且粒径小于0.16mm的颗粒占比达不到《水工混凝土施工规范》人工砂细度模数和石粉含量要求,另外成品砂含水率高,含水率达不到小于6%的要求。

(3)由于成品几乎不含石粉,直接使用时会造成混凝土水泥用量增加,生产成本提高。

(4)需要增加大量给排水和污水处理设备,投资大,占用大量场地,操作管理困难,成品砂石骨料单位成本高。

(5)对水资源依赖性大,只适用于水资源相对丰富的矿区,另外冬季气温低于零度时不能正常生产。

1.3干湿结合生产工艺

这种生产工艺用水量介于湿法、干法两种生产工艺之间,在我国南方以石灰石为主要原料的水电工程配建砂石厂中应用较多。其典型工艺流程与湿法工艺流程几乎一样,主要区别就是检查筛分阶段不再加水冲洗,相应地成品砂也部分或全部不进行冲洗。

所以相对于湿法来说用水量少了很多,成品砂石粉含量相应也高了很多。但是制砂过程中产生的骨料还和湿法生产一样经过洗石机冲洗后才算是最终产品,另外在预筛分环节也要用水冲洗去除石料上的泥土、石粉等杂质,冲洗后粒度小于5—40mm的矿石进入制砂环节。相对于干法工艺,生产过程中还需要配置相应的给排水和污水处理设备,只不过供水量相对于湿法工艺少了一些。

干湿结合法最明显的缺点就是由于制砂原料中含水率在6%~10%,特别容易引起筛分设备筛孔堵塞造成筛分困难,进而引起成品砂产量降低,单位生产成本增加。

02砂石生产工艺选型建议

砂石骨料厂生产工艺的选择主要依据2点:

一是项目所在地的资源情况,包括矿石资源、水资源、土地资源、气候条件等;

二是下游对砂石骨料品质的具体要求,包括石粉含量、细度模数等。

新建砂石骨料生产线项目在前期设计时,必须首先考虑水资源供应状况和水资源保护治理情况,因此,在其他条件允许的情况下,优选干法工艺,其次是干湿结合工艺,在产品不满足市场或工程建设要求时才考虑采用湿法生产工艺;其次从资金投入、设备管理、自动化程度、占地、生产成品砂石骨料单位成本等综合因素考虑,也是优先考虑干法生产工艺,次之干湿结合法,最后是湿法工艺。

砂石骨料生产工艺设计与设备选型是骨料系统设计的关键环节,直接影响砂石生产的质量和成本,在设计与设备选型时,应对料源岩石的性质、骨料成品的级配和质量要求、主要设备的技术性能等进行充分研究,既要满足砂石成品的级配和质量要求,又要适应料源岩石的性质;系统设备配置既要具有技术上的先进性,经济上的合理性,还要保证系统运行的可靠性。

来源​:石灰石制砂

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中国砂石协会

2019年08月05日