东洲区石英岩人工制砂的特点及质量控制

导读:人工砂石料加工工艺质量控制系统稳定生产后，生产量及连续生产时间得到明显提高，成品细骨料质量和有机物含量控制是质量控制的重点： 细骨料的石粉含量 凉水井天然砂石骨料加工系统原设计为常态混凝土骨料供应，成品砂的石粉含量为8%左右，基本满足要求，但在实际运行中改为碾压混凝土骨料供应，石粉含量由原来的8%提高到15%以上，石粉含量难以满足要求，产生的原因：一是天然砂石料本身石粉含量较少，不满足要求;二是原材料中含泥量偏高，石粉与含泥的质量控制指标相互矛盾(石粉含量高，含泥量高)，必须加大冲洗力度，导致部分石粉流失;三是由于天然砂细骨料的细度模数偏低，为保证2.4细度模数，细骨料加工过程中，加快了洗砂机转速，经过洗砂机冲洗后，大量的0.315mm以下细颗粒流失，造成成品砂中的石粉含量减少。

石英岩制砂的特点是：棒磨机钢棒及衬板磨损块、消耗大，每带砂一吨的磨损量分别为1．49kg和0．17kg；产品石粉含量高，细度模数比较难以控制。

产生这种情况的主要原因，一方面是由于石英岩硬度大，在系统级配调整过程中，经过多次循环破碎使石粉含量升高；另一方面则是由捧磨机制砂有关主要工艺参数如料浆浓度(加水量与进料量之比)、进料粒径、装棒量、棒级配等在动态变化过程中比较难以控制。

洗砂机的工况，如倾角、转速、加水量、加水压力等对砂子石粉含量细度模数的影响也十分显著，因此实际工作中必须严格工艺操作。

为了进一步论证和掌握人工砂细度模数和石粉含量对混凝土配合比和力学性能的影响，我们通过一系列试验，结合近几年的工程实践证明：人工砂的细度模数和石粉含量的变化在一定范围内突破规范”是可以满足工程需要和混凝土各项性能指标的。

因此1992年10月经设计、秣研、施工、监理等部门共同研究商讨后，报部嬷雅，五强溪工程从1993年1月开始执行人工砂细度模数为2．6-3．0(永工规范规定为2．4～2．8)，石粉含量为6%～17%(水工规范规定为6%～12%)的人工砂质量标准。

实践证明这一质量标准不仅可以满足工程需要及混凝土各项性能指标要求，同时也提高了制砂效率和成品率，降低成本，保证了工程进度要求。

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人工砂石料加工工艺质量控制

系统稳定生产后，生产量及连续生产时间得到明显提高，成品细骨料质量和有机物含量控制是质量控制的重点： 细骨料的石粉含量 凉水井天然砂石骨料加工系统原设计为常态混凝土骨料供应，成品砂的石粉含量为8%左右，基本满足要求，但在实际运行中改为碾压混凝土骨料供应，石粉含量由原来的8%提高到15%以上，石粉含量难以满足要求，产生的原因：一是天然砂石料本身石粉含量较少，不满足要求;二是原材料中含泥量偏高，石粉与含泥的质量控制指标相互矛盾(石粉含量高，含泥量高)，必须加大冲洗力度，导致部分石粉流失;三是由于天然砂细骨料的细度模数偏低，为保证2.4细度模数，细骨料加工过程中，加快了洗砂机转速，经过洗砂机冲洗后，大量的0.315mm以下细颗粒流失，造成成品砂中的石粉含量减少。

目前国内石粉补充一般外购石粉添加，如景洪电站系统，采用人工制粉会增加制粉设备影响系统正常供料，且制粉成本非常高，目前还未有成功案例。

因此项目决定依靠工艺措施，在不影响现有系统正常生产的情况下，调整系统工艺和设备参数，使细骨料的石粉含量达到15%以上。

具体措施如下： (1)采用局部干法生产工艺 超细碎车间由湿法生产工艺改为干法生产工艺，具体来说就是将超细腔破碎机与立式冲击破碎机产生的石粉采用干筛，可以补充石粉5%左右。

(2)调整洗砂机螺旋运转速 原20转/min调整为16转/min，同时将冲洗水直接进入洗砂机的方式调整为侧向进水，缓冲了水的冲击力，减少石粉的流失。

采取此项措施后，石粉含量可以增加3%～5%，但细度模数由原来的2.42降低到2.19，为此调整筛分环节，适当增加2.5～5mm的比例，将成品砂细度模数稳定在2.4以上。

通过以上措施的实施，石粉含量控制在15-17%。

有机物质量控制措施 金沙江流域内天然砂石骨料料源内含有大量枯木，经过多年浸泡、沉积，自身重量已大于水的比重，无法在加工系统中采用冲洗等机械办法进行清除，主要从以下七个环节予以实施：毛料开采→汽车受料坑隔筛→汽车受料坑底部廊道出口→预筛分超径石胶带机→预筛分40～80mm胶带机→破碎后返回预筛分胶带机尾部→成品堆场采用人工控制，控制后基本满足要求。

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半干式人工制砂技术的特点

半干式制砂技术是在整个工艺流程的生产过程中全面考虑节能降耗、绿色环保、智能优质的设计理念。

以破代磨、多破少磨 半干式制砂工艺技术主张以破代磨、多破少磨的设计思路，通过应用半干式制砂工艺技术，在达到或优于人工制砂骨料质量要求的同时，摒弃或部分摒弃一些传统且高能耗的制砂设备。

从破碎设备性能上研究工艺 破碎机对骨料的破碎方式往往直接决定了产品粒形质量指标和粒度分布。

单从产品的粒形指标来看，通常情况下石打石立轴破优于石打铁立轴破优于反击破优于圆锥和旋回破优于鄂式破碎机。

从岩石岩性上研究工艺 岩石的晶形结构是影响破碎工艺流程结构和设备选型的重要因素之一，粒状晶结构的岩石容易生产方状石料，而层状晶结构的岩石容易生产片状石料；岩石硬度也是工艺流程设计和设备选型的一个重要指标，硬度较大的岩石不容易破碎，需要选用破碎力大的破碎设备，而硬度较小的岩石容易破碎，可以选用反击式破碎机来破碎。

对于岩石的磨蚀性强且功指数Wi高的岩石往往根据骨料粒径需求情况采用4段或3段破碎工艺。

粗、中碎选用采用挤压破碎方式的设备则较为适宜，粗碎采用开路生产，常用的一次破碎设备有旋回破碎机、颚式破碎机；中碎采用闭路生产，常用的2次破碎设备有圆锥破碎机，圆锥破碎机有单缸和多缸二种系列，多缸圆锥破碎机的稳定性好，破碎粒形偏优，排料调节范围宽，在调整产品级配上有较大的灵活性；细碎采用闭路生产，破碎设备有单缸和多缸细圆锥破碎机或石打石立轴式破碎机，当对针片含量要求较高时，可由3次破碎后产生中、小石，经实测小于5％；制砂环节配置高频双层筛分机(普通筛选也可以)，将3～5mm的粗粒砂返回细碎重新破碎，当功指数Wi为14～16kW·h／t磨蚀性中等时，应为方案，当功指数大于16kW·h／t的岩石经破碎一次循环往复后3～5mm的粗粒含量大于25％时，才将15％的料经棒磨机生产(此工艺特点是需处理的量较小，能耗占系统比值低，水处理量小等优点)便可获得优质的成品砂。

对于岩石的磨蚀性偏低、功指数Wi适中的岩石常采用3段破碎工艺。

粗碎采用开路生产，常用的一次破碎设备有旋回破碎机、反击式破碎机；中碎采用闭路生产，常用的二次破碎设备有反击式破碎机、圆锥破碎机；制砂三次破碎设备有石打铁立轴式破碎机，制砂环节配高频双层筛分机将3～5mm的粗粒料进入调整石打铁立轴式破碎机形成开路生产便可获得优质的成品砂。

系统砂产品中的石粉含量与工艺流程、岩石岩性等情况有关，因不同行业混凝土对石粉的要求不一，生产过程中可采用气力分级技术作为收粉措施。

前湿后干、干湿混合 毛料含泥量大于2％的岩石，在中碎前的半成品料源须充分冲洗，使骨料中不含泥或其他有害物质，在中碎、细碎过程中采用半干式生产。

智能节能 自动化控制是将其工艺流程控制与生产性试验调整修正的参数输入中控系统，不仅可以使破碎设备处于佳运行和自我保护状态，而且还可以和给料设备、给水、高频筛分连锁，使工艺流程中的设备总是处于满负荷运行。

严格控制生产过程中各环节的用水需求，加入适量水可控制破碎过程中粉尘扬弃到大气中。

节能重点是水、电、磨耗件，设备满负荷运行及利用率。

利用PLC智能控制技术，可根据用户对产品规格、质量和不同需要自动控制生产优质的人工砂石料，可以使破碎机的效率提高20％-30％。

绿色环保 半干式砂石加工系统工艺先进、自动化程度高，占地较少，与传统工艺相比平面布置上可节省35％～50％(平式35％、坡式50％)的土地资源；加工过程中只要是满足要求的毛料均可全部利用，废弃泥及杂质可用于复耕，恢复生态平衡；常规生产砂石料每一循环用水为2．5～4m3／t，而半干式制砂每一循环用水量仅为0．8m3／t，现部分水电站达到了0．6m3／t，正努力实现0．3m3／t的指标，实现零排放；实施自动化控制后设备利用率大幅提高，常规生产耗电量为9～12kW·h／t，半干式制砂为3．5—4．5kW·h／t。

半干式制砂技术从设计总图布置、单体造型、平面布置、给水排水等设计开始遵照“环境安全”的原则，降噪、除尘、噪音小于80dB，空气中粉尘含量小于30mg／m3，开发使用节能和环境友好的生产设备和生产工艺流程，工厂化生产、绿化空地、硬化通道，骨料和人工砂不需要二次脱水便为合格产品，砂石含水率控制存3％～4％之间，骨料含水率小于1％，不产生粉尘，实现了绿色环保的制造过程。

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