在此大環(huán)境下，相關(guān)政策從綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、以實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的角度，對(duì)機(jī)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(duì)比現(xiàn)存幾種機(jī)制砂生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，探討最新的機(jī)制砂生產(chǎn)工藝。

 

　　01、幾種典型的機(jī)制砂生產(chǎn)工藝

 

　　建設(shè)工程用砂石按生產(chǎn)來源分為天然砂和機(jī)制砂兩類。天然砂包括山砂、河砂、湖砂和海砂；機(jī)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(zhì)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(jī)制砂。根據(jù)現(xiàn)存機(jī)制砂生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，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(gè)大類。

 

　　1.1濕法制砂生產(chǎn)工藝

 

　　濕法制砂工藝的顯著特點(diǎn)是在物料篩分及破碎過程中均采用水沖洗，并配合洗石機(jī)和洗砂機(jī)對(duì)粗細(xì)骨料進(jìn)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(jī)進(jìn)行粗碎，反擊式破碎機(jī)或圓錐式破碎機(jī)實(shí)現(xiàn)中碎，制砂機(jī)完成細(xì)碎。常見的制砂機(jī)種類有錘式制砂機(jī)、沖擊式制砂機(jī)、立軸破制砂機(jī)和輥式制砂機(jī)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(guān)。

 

　　濕法制砂生產(chǎn)工藝優(yōu)點(diǎn)是對(duì)原石材適應(yīng)能力強(qiáng)，成品砂品質(zhì)好，生產(chǎn)過程基本無塵。缺點(diǎn)也明顯：需額外增加水處理單元，工藝流程復(fù)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(yīng)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(shí)現(xiàn)了“以破代磨”的技術(shù)路線。通常在預(yù)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(jī)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(diǎn)是節(jié)水，砂石成品表面雜質(zhì)少，石粉流失量少，揚(yáng)塵少，適應(yīng)含泥量少的原石料，成品水分合適可快速使用。缺點(diǎn)是仍需配置水處理單元，處理不當(dāng)還是可能造成環(huán)境污染；石料進(jìn)入終碎制砂機(jī)前水分控制要準(zhǔn)，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(fù)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(jī)來控制成品中石粉含量；濕法必須用水，最終通過洗砂機(jī)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(diǎn)是生產(chǎn)過程中不用水，受水資源影響小，工藝流程簡(jiǎn)單，選粉精度高，占地面積小，投資少。缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中粉塵大，對(duì)原石材潔凈度有要求，須嚴(yán)格控制原石材中的雜質(zhì)含量。

 

　　1.4小結(jié)

 

　　以上幾種機(jī)制砂生產(chǎn)工藝從投資費(fèi)用、自然資源消耗、環(huán)境保護(hù)、應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品特性的需求等方面比較，各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此，工程可研階段中必須要結(jié)合相關(guān)因素，綜合評(píng)估后再做選擇，同時(shí)，工程項(xiàng)目具體實(shí)施過程中還需結(jié)合各主要設(shè)備技術(shù)更新作優(yōu)化調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益最大化。

 

　　02、新型制砂工藝—立磨機(jī)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(jī)，而是采用成熟的粉磨設(shè)備——立磨，以解決產(chǎn)能需求大于400 t/h時(shí)傳統(tǒng)制砂機(jī)單臺(tái)設(shè)備存在能力瓶頸的問題，根據(jù)實(shí)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(tái)立磨進(jìn)行機(jī)制砂可以較為容易實(shí)現(xiàn)400~1 000 t/h的生產(chǎn)目標(biāo)。在成品收集工藝上，有振動(dòng)篩+選粉機(jī)、多分離梯級(jí)選粉機(jī)等不同工藝技術(shù)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(chǔ)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(dòng)給料機(jī)，篩下的石材經(jīng)顎式破碎機(jī)粗碎，再進(jìn)入圓錐破碎機(jī)或者反擊破碎機(jī)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(jī)制砂工藝生產(chǎn)系統(tǒng)

 

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

 

　　2.2.1振動(dòng)篩+選粉機(jī)方法

 

　　振動(dòng)篩+選粉機(jī)的立磨機(jī)制砂生產(chǎn)系統(tǒng)中主要包括原料倉、立磨、斗式提升機(jī)、一級(jí)振動(dòng)篩、組合式選粉機(jī)、二級(jí)振動(dòng)篩、收塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪，如圖6所示。該方法的立磨機(jī)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(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量高，需要通過兩次振動(dòng)篩篩選才能獲得成品砂，且V型選粉機(jī)中由循環(huán)風(fēng)帶入選粉室中的物料可能還含有粗砂。

 

 

　　2.2.2振動(dòng)篩+組合式多分離梯級(jí)選粉機(jī)方法

 

　　振動(dòng)篩+組合式多分離梯級(jí)選粉機(jī)的立磨機(jī)制砂生產(chǎn)系統(tǒng)包括原料倉、多級(jí)階梯立磨、斗式提升機(jī)、組合式多分離梯級(jí)選粉機(jī)、振動(dòng)篩、收塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪，其生產(chǎn)系統(tǒng)如圖7所示。

 

 

　　振動(dòng)篩+組合式多分離梯級(jí)選粉機(jī)的立磨制砂生產(chǎn)系統(tǒng)主要有兩個(gè)特性：一是立磨為多層粉磨立磨，二是選粉機(jī)為含有多級(jí)轉(zhuǎn)子的梯級(jí)選粉機(jī)。

 

　　工作時(shí)，振動(dòng)篩篩下物料從立磨上方落入磨盤，在不同研磨層，分別設(shè)置不同的研磨壓力，經(jīng)上級(jí)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(zhuǎn)至外排通道，不合格粒徑的繼續(xù)滑落至下級(jí)粉磨料床繼續(xù)粉磨，經(jīng)斗式提升機(jī)帶入組合式多分離梯級(jí)選粉機(jī)，粗顆粒將被返回至多級(jí)階梯立磨中再次研磨，而粗砂由V型選粉機(jī)出口進(jìn)入振動(dòng)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(xì)砂由循環(huán)風(fēng)帶入含有多級(jí)轉(zhuǎn)子的選粉室，經(jīng)過多級(jí)轉(zhuǎn)子篩選后，又篩選出3種粒徑分布不同的成品，分別為細(xì)砂、中砂和超細(xì)粉，此次篩選的中砂和由振動(dòng)篩篩選的中砂在粒徑分布上有所差別。其中的中、細(xì)成品砂經(jīng)由排料口收集，超細(xì)粉通過出風(fēng)管進(jìn)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(jí)分離應(yīng)用技術(shù)研究成果，將能很好地適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)機(jī)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(duì)比

 

　　新型制砂工藝流程中的立磨機(jī)制砂生產(chǎn)系統(tǒng)，其采用的是料床粉磨原理，物料在兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工作面上，靠運(yùn)動(dòng)的工作面對(duì)物料摩擦?xí)r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(dòng)篩配合選粉機(jī)的立磨機(jī)制砂生產(chǎn)系統(tǒng)相較于多分離梯級(jí)選粉機(jī)的立磨機(jī)制砂生產(chǎn)系統(tǒng)的工序較為復(fù)雜，需要兩臺(tái)或者多臺(tái)振動(dòng)篩配合篩選出成品砂，且存在成品砂粒徑級(jí)配分布相對(duì)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(jī)制砂和超細(xì)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(shí)際需要實(shí)時(shí)控制調(diào)整各級(jí)粉磨壓力和選粉粒度，提高了整個(gè)系統(tǒng)的制砂效率，其粒徑分布率如圖9所示。

 

 

　　03、結(jié)束語

 

　　綜上所述，本文所述幾種制砂工藝各有特點(diǎn)，想要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的成品砂，需要因地制宜地選用，發(fā)揮出其相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。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(zhì)好且生產(chǎn)過程中揚(yáng)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(jiǎn)單且選粉精度較高，且新型立磨制砂工藝當(dāng)為優(yōu)選；當(dāng)潔凈度較差時(shí)，也可對(duì)其預(yù)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(chǎng)環(huán)境、資金等多方面考慮權(quán)衡。結(jié)合國家相關(guān)政策導(dǎo)向，可以預(yù)見，立磨機(jī)制砂生產(chǎn)工藝系統(tǒng)必然成為今后機(jī)制砂工藝技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用的主要選擇。