在此大環(huán)境下，相關政策從綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、以實現(xiàn)雙碳目標的角度，對機制砂生產(chǎn)工藝提出了更高要求，加速淘汰落后產(chǎn)能。本文將在對比現(xiàn)存幾種機制砂生產(chǎn)技術的基礎上，探討最新的機制砂生產(chǎn)工藝。

 

　　01、幾種典型的機制砂生產(chǎn)工藝

 

　　建設工程用砂石按生產(chǎn)來源分為天然砂和機制砂兩類。天然砂包括山砂、河砂、湖砂和海砂；機制砂原料呈多樣化，主要有鐵礦石、花崗巖、砂巖、河卵石、玄武巖和石英石等硬質巖石，此外，也可利用一些工業(yè)固廢、尾礦、建筑垃圾等制成機制砂。根據(jù)現(xiàn)存機制砂生產(chǎn)工藝特點，可以分為濕法制砂生產(chǎn)工藝、半干法制砂生產(chǎn)工藝、傳統(tǒng)干法制砂生產(chǎn)工藝3個大類。

 

　　1.1濕法制砂生產(chǎn)工藝

 

　　濕法制砂工藝的顯著特點是在物料篩分及破碎過程中均采用水沖洗，并配合洗石機和洗砂機對粗細骨料進行沖洗作業(yè)。典型的濕法制砂工藝流程見圖2所示。

 

 

　　其中，顎式破碎機進行粗碎，反擊式破碎機或圓錐式破碎機實現(xiàn)中碎，制砂機完成細碎。常見的制砂機種類有錘式制砂機、沖擊式制砂機、立軸破制砂機和輥式制砂機等，具體選擇則與生產(chǎn)工藝、原材料特性和成品參數(shù)相關。

 

　　濕法制砂生產(chǎn)工藝優(yōu)點是對原石材適應能力強，成品砂品質好，生產(chǎn)過程基本無塵。缺點也明顯：需額外增加水處理單元，工藝流程復雜，所以，濕法制砂石粉流失量大，且不宜在水資源匱乏地區(qū)應用。

 

　　1.2半干法制砂生產(chǎn)工藝

 

　　半干法制砂工藝一般是指前濕后半干的生產(chǎn)方式，該工藝與濕法相比，實現(xiàn)了“以破代磨”的技術路線。通常在預分篩階段采用濕法生產(chǎn)并控制含水率，砂石料在入制砂機前的水分過大將大幅降低破碎效率，其排出料含水率須控制在2%~5%，后續(xù)工藝不再噴水。經(jīng)典的半干法生產(chǎn)工藝流程見圖3所示。

 

 

　　半干法制砂工藝優(yōu)點是節(jié)水，砂石成品表面雜質少，石粉流失量少，揚塵少，適應含泥量少的原石料，成品水分合適可快速使用。缺點是仍需配置水處理單元，處理不當還是可能造成環(huán)境污染；石料進入終碎制砂機前水分控制要準，否則，可能影響制砂效果和后續(xù)篩分效率；工藝流程較為復雜。

 

　　1.3傳統(tǒng)干法制砂工藝

 

　　干法制砂與濕法制砂工藝流程的主要區(qū)別是用水和成品中石粉處理不同。干法制砂生產(chǎn)過程不需要噴淋水，通過選粉機來控制成品中石粉含量；濕法必須用水，最終通過洗砂機清洗來去除成品中的石粉。傳統(tǒng)的干法石粉生產(chǎn)工藝流程見圖4所示。

 

 

 

　　傳統(tǒng)干法制砂工藝的優(yōu)點是生產(chǎn)過程中不用水，受水資源影響小，工藝流程簡單，選粉精度高，占地面積小，投資少。缺點是生產(chǎn)過程中粉塵大，對原石材潔凈度有要求，須嚴格控制原石材中的雜質含量。

 

　　1.4小結

 

　　以上幾種機制砂生產(chǎn)工藝從投資費用、自然資源消耗、環(huán)境保護、應用市場對產(chǎn)品特性的需求等方面比較，各有優(yōu)缺點。因此，工程可研階段中必須要結合相關因素，綜合評估后再做選擇，同時，工程項目具體實施過程中還需結合各主要設備技術更新作優(yōu)化調(diào)整，以實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境效益最大化。

 

　　02、新型制砂工藝—立磨機制砂生產(chǎn)工藝系統(tǒng)

 

　　新型制砂工藝與傳統(tǒng)制砂工藝的區(qū)別，主要體現(xiàn)在精制砂階段不再采用傳統(tǒng)制砂機，而是采用成熟的粉磨設備——立磨，以解決產(chǎn)能需求大于400 t/h時傳統(tǒng)制砂機單臺設備存在能力瓶頸的問題，根據(jù)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，采用立磨制砂，可以獲得更高的粉碎效率，采用單臺立磨進行機制砂可以較為容易實現(xiàn)400~1 000 t/h的生產(chǎn)目標。在成品收集工藝上，有振動篩+選粉機、多分離梯級選粉機等不同工藝技術與立磨配合。

 

　　2.1新型制砂工藝流程

 

　　新型制砂工藝流程是在傳統(tǒng)干法制砂工藝流程的基礎上發(fā)展起來的，其前半部分同傳統(tǒng)制砂工藝流程大致相同，均為原石材通過振動給料機，篩下的石材經(jīng)顎式破碎機粗碎，再進入圓錐破碎機或者反擊破碎機中碎，其與傳統(tǒng)制砂工藝流程不同之處即在精制砂和選粉部分，如圖5所示。

 

 

　　2.2立磨機制砂工藝生產(chǎn)系統(tǒng)

 

　　新型制砂工藝的細碎和選粉部分主要采用立磨機制砂工藝生產(chǎn)系統(tǒng)，成品砂的篩選方法包括振動篩+組合式選粉機進行篩選和僅用多分離梯級選粉機進行篩選兩種方法。

 

　　2.2.1振動篩+選粉機方法

 

　　振動篩+選粉機的立磨機制砂生產(chǎn)系統(tǒng)中主要包括原料倉、立磨、斗式提升機、一級振動篩、組合式選粉機、二級振動篩、收塵器、風機和煙囪，如圖6所示。該方法的立磨機制砂生產(chǎn)系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)制砂方法生產(chǎn)的成品砂顆粒形貌好，單機臺時產(chǎn)量高，需要通過兩次振動篩篩選才能獲得成品砂，且V型選粉機中由循環(huán)風帶入選粉室中的物料可能還含有粗砂。

 

 

　　2.2.2振動篩+組合式多分離梯級選粉機方法

 

　　振動篩+組合式多分離梯級選粉機的立磨機制砂生產(chǎn)系統(tǒng)包括原料倉、多級階梯立磨、斗式提升機、組合式多分離梯級選粉機、振動篩、收塵器、風機和煙囪，其生產(chǎn)系統(tǒng)如圖7所示。

 

 

　　振動篩+組合式多分離梯級選粉機的立磨制砂生產(chǎn)系統(tǒng)主要有兩個特性：一是立磨為多層粉磨立磨，二是選粉機為含有多級轉子的梯級選粉機。

 

　　工作時，振動篩篩下物料從立磨上方落入磨盤，在不同研磨層，分別設置不同的研磨壓力，經(jīng)上級研磨后的混合料，在甩落至下層研磨料床前，經(jīng)過磨內(nèi)篩子，將合格粒徑的物料收集轉至外排通道，不合格粒徑的繼續(xù)滑落至下級粉磨料床繼續(xù)粉磨，經(jīng)斗式提升機帶入組合式多分離梯級選粉機，粗顆粒將被返回至多級階梯立磨中再次研磨，而粗砂由V型選粉機出口進入振動篩，由此篩選出2種粒徑分布不同的成品，分別為中砂和粗砂，一部分粗砂和較細砂由循環(huán)風帶入含有多級轉子的選粉室，經(jīng)過多級轉子篩選后，又篩選出3種粒徑分布不同的成品，分別為細砂、中砂和超細粉，此次篩選的中砂和由振動篩篩選的中砂在粒徑分布上有所差別。其中的中、細成品砂經(jīng)由排料口收集，超細粉通過出風管進入收塵器收集[2]。

 

　　該新型生產(chǎn)工藝作為一種不同粒徑分別粉磨，多級分離應用技術研究成果，將能很好地適應市場對機制砂粒度區(qū)間的多樣化需求，且生產(chǎn)成品靈活可控，具有廣闊的前景。

 

　　2.3兩種方法制砂對比

 

　　新型制砂工藝流程中的立磨機制砂生產(chǎn)系統(tǒng)，其采用的是料床粉磨原理，物料在兩個作相對運動的工作面上，靠運動的工作面對物料摩擦時所施加的剪切力，或者靠物料彼此之間摩擦的剪切作用使物料破碎，可以很好地改善顆粒形貌，成品粒度好[3]。

 

　　振動篩配合選粉機的立磨機制砂生產(chǎn)系統(tǒng)相較于多分離梯級選粉機的立磨機制砂生產(chǎn)系統(tǒng)的工序較為復雜，需要兩臺或者多臺振動篩配合篩選出成品砂，且存在成品砂粒徑級配分布相對集中的問題，其粒徑分布如圖8所示。而后者一次通過工藝流程直接生產(chǎn)并分離出多種不同粒徑機制砂和超細粉，且成品粒度分布區(qū)間上，各種粒徑分布較為均衡，可根據(jù)實際需要實時控制調(diào)整各級粉磨壓力和選粉粒度，提高了整個系統(tǒng)的制砂效率，其粒徑分布率如圖9所示。

 

 

　　03、結束語

 

　　綜上所述，本文所述幾種制砂工藝各有特點，想要生產(chǎn)出優(yōu)質的成品砂，需要因地制宜地選用，發(fā)揮出其相應的優(yōu)點。在水資源豐富的地區(qū)且環(huán)境允許的情況下，可采用濕法和半干法制砂工藝，獲得的成品砂品質好且生產(chǎn)過程中揚塵少；在水資源匱乏的地區(qū)或原始石材較為潔凈，可采用干法制砂工藝，該工藝節(jié)水、流程簡單且選粉精度較高，且新型立磨制砂工藝當為優(yōu)選；當潔凈度較差時，也可對其預處理之后再采用新型制砂工藝。所謂適合的才是最優(yōu)的，在選用制砂工藝前還是需要從原材料的潔凈度、生產(chǎn)產(chǎn)量、現(xiàn)場環(huán)境、資金等多方面考慮權衡。結合國家相關政策導向，可以預見，立磨機制砂生產(chǎn)工藝系統(tǒng)必然成為今后機制砂工藝技術規(guī)?；瘧玫闹饕x擇。