典型砂石加工系统工艺设计

刘 欣

（中国水利水电第八工程局有限公司有限公司，湖南 长沙 410000）

1 砂石加工技术的发展

建国早期的建筑砂石主要为大型江河以及古河床探底。在20 世纪中期，我国大兴土木，需要大量砂石，而砂石主要为这些天然石料，由于当时没有先进的破碎加工技术，所以主要通过筛分的方式选用石料，或采用来自前苏联的加工技术与加工设备。然而我国很多地区不具有能够形成优质天然砂石的河床滩地，使得很多地区的建筑工程无法采用天然型砂石。因当时技术条件限制，主要是采用人工的形式制备混凝土粗骨料，即以铁锤砸碎如石灰石、白云岩等强风化层类岩石。

2 砂石加工系统工艺与技术应用

2.1 全干法生产工艺

典型的干法制砂生产工艺流程为：向制砂机供给粒径大小在5 ～40mm 范围内的碎石(砾石)作为原料，需要利用筛分分级设备将粒径超过了5mm 的碎石以及一些粒径在2.5 ～5mm范围内的细碎石返回制砂机再加工，另外，将粒径小于2.5mm的原料再细分为两个等级，分别为0.6 ～2.5mm 以及小于0.6mm，对于粒径小于0.6mm 的细砂料通过空气分级机除掉多余石粉，然后利用混合设备将粒径在小于0.6mm、0.6 ～2.5mm、2.5 ～5mm 三种料混合均匀，这样便能够得到各项质量都达到人工砂要求的产品。全干法生产工艺其最大的特征就是在整个系统加工过程都无需加水，不仅如此，还需要在所有与制砂有关的环节中全部采取遮挡防雨措施，另外，在皮带机机头的位置还安装了合金橡胶清扫器以提升石粉回收量。通过这种生产工艺生产出来的人工砂石骨料不但质量好、产量高，同时该工艺生产获得的人工砂石具有较高的粉含量，利用这种人工砂制备的混凝土具有很好的延展性，能够降低胶凝材料的使用量，也即能够减少整个工程建设的生产成本。

2.2 半干式人工砂石加工技术

近年来，我国在总结传统干式及湿式人工砂石加工技术优缺点的基础上，结合多年的加工经验，研发出了低碳环保的半干式加工技术。这一加工技术的总体原则是“以破代磨、先湿后干、节能环保”。该加工技术分为粗、中、细等3 个破碎阶段，粗碎阶段为开路生产，中、细破碎阶段以闭路循环的方式进行生产。在加工过程中，通过脱泥分级的方式控制材料的含水率，采用立轴制砂设备进行砂石加工，该生产工艺的设备技术参数可以根据加工需要进行调节，包括骨料连续级配和针片状含量，同时还可对砂的含水率、细度和石粉含量等进行调节。粗、中碎阶段都是采用反击破碎机进行加工，而细碎阶段则采用立轴破碎机进行加工。这一加工技术投入使用后，根据实际问题又进行了工艺改进。例如，对于＞2.5mm 的砂石颗粒难以实现再破碎、有效回收加工时流失粉砂、改善细度模数过大以及石粉含量较低等问题，加设了高速立轴破碎机，并经过半年多的试验，结果表明，含水率平均为3.8%，细度模数为2.73 ～2.91，细度模数与石粉含量均满足相关要求。

2.3 湿法生产工艺

湿法生产工艺的特点就是各级筛分都需要设置喷水冲洗，对于生产常态用砂或者加工天然河卵石料的人工砂石加工系统较为适用。该生产工艺能够保证成品质量，但是很难对砂进行脱水，同样需要处理大量的污水，增加了加工成本。湿法制砂设备中最为常见的就是棒磨机，一般情况下进料粒径在5 ～25mm 范围内，在成品中只有很少的砂石粒径会超过5mm，排出后的产品通过螺旋分级机以及旋流器划分成为人工砂以及废污泥水，最后将废污泥水传输到沉砂池或者旋转式分级机用来回收流失细砂。在国内外很多水电工程当中，利用湿法进行生产的时候都通过专门净化设备来处理泥污水。湿式制砂工艺流程特点为：立轴式冲击式破碎机和检查筛分构成闭路循环，在检查筛筛网上面设置3mm 和5mm 两种筛网，粒径不超过3mm 的颗粒以及棒磨机产品经过分级以及脱水之后直接进成品砂仓，而粒径在3～5mm 范围内的颗粒还需要进入棒磨机，粒径超过5mm 的颗粒需要进入立轴式冲击式破碎机。

3 砂石加工系统有效控制策略

建立健全专业施工作业队伍，做到专业突出，发挥优势，在现场设立调度室统筹安排各个专业作业队施工任务；(2)做好场地规划，提供合理的施工、堆存场地。特别是现场做好旧设备、材料堆存区域的划分，确保现场整洁、设备材料分类清晰、运输车辆随到随卸不压车；(3)由于设备数较多，作业面大，安排工期时尽量分散，降低安装强度，避免出现高峰集中叠加现象，进而降低施工资源配置成本；(4)在施工过程中，加强施工组织工作，保证施工各环节的衔接，特别是要加强工程施工管理，不出现窝工和工期滞后现象，确保按期完工和提前完工，为设备安装提供充足的时间；(5)重点做好关键线路上的施工项目，配备经验丰富、有协调组织能力的现场管理及工程技术人员，加强现场协调与管理，实行骨干人员岗位定编负责制，落实岗位责任，将施工管理及作业落实到具体的部门和人员，确保建筑安装进度。

4 结语

近年来，传统的工程建设过程中使用的多是天然砂，但是天然砂作为一种短时间内不可再生资源已经逐渐枯竭，为了满足市场需求，人工砂石应运而生。我国在人工砂石生产技术上面经过了近40 年积累，从刚开始的逐步摸索到现在已经达到了国际先进水平。人工砂石和天然砂石相比较而言，其系统建设周期、经济性、产品质量已经环境要求等方面都具备较多优势。相信在不就的将来人工砂石将全面取代天然砂石。