針對當前砂石骨料生產線綠色環保、大型化、集約化的迫切需求,本文對大型骨料生產線干法生產工藝和主要設備進行分析,同時對砂石骨料加工系統各種破碎、整形制砂、篩分等主要設備的優缺點進行了比較,分析其適用場合和相應的選型思路,為大型骨料生產線設計提供參考。
01干法制砂生產工藝流程在北方干旱、少雨,水資源缺乏的自然條件下,優先采用干法工藝生產砂石骨料。隨著技術的進步,長期困擾干法生產的泥土、風化巖、石粉含量過高以及生產時粉塵污染問題已逐步得到了解決,干法制砂已經成為目前大型骨料生產線首選生產工藝。
圖1所示為典型的干法生產工藝流程,原料經過振動給料篩和篩分機組合篩除泥土以后,一般要經過粗碎和中碎兩道破碎后再進行檢查篩分,通過篩分將礦石分成3個部分:1)達不到產品粒度要求的最粗一級礦石返回中碎設備重新破碎,這部分返料在中細碎和篩分之間形成一個閉路循環;2)中等粒度礦石直接作為骨料成品進入產品倉或者堆場;3)小于一定粒度的原料進入立式整形制砂機進行整形制砂,制砂部分產生的石粉通過選粉機和空氣除塵設備收集起來,進入密閉的石粉倉。
02干法制砂的主要優點1)成品骨料及人工砂含水率低,一般不高于2%,冬季氣溫低于零度時不會凍結,全年都可以連續生產。
2)可以控制成品砂中石粉含量,相對于濕法來說產砂率高,還可以直接滿足土建施工工程標準以及城市建設相關標準的強制性要求,并且這種成品骨料制作出來的混凝土強度也相對較高。
3)副產品細石粉可以用于路基墊層或水泥免燒磚原料,資源利用率高,基本可以實現零排放。4)無需水處理,系統相對簡單,故投資少,占地小,操作和管理人員少,產能大,生產成本也較低。5)加工工藝流程短,設備簡單易于集中操控,可以較方便地實現自動化或者無人化生產運行。6)通過在礦山開采階段對泥土、風化巖及有機物含量的控制,各級破碎篩分均采用除塵器收塵,成品砂石骨料基本可以直接滿足水利工程、城市建設標準要求,不必增設選粉機。
03干法制砂的主要缺點1)應嚴格控制泥土等雜質含量,否則極易造成堵塞和收塵系統超負荷。2)產品骨料表面有一定的石粉殘留,潔凈度較低,觀感稍差。3)石料破碎、篩分、制砂、輸送階段都會產生粉塵,對設備封閉、除塵要求較嚴格,按照目前環保排放要求,主要生產設備和輸送設備均要求在全封閉廠房內布置。
04砂石骨料主要加工設備砂石骨料生產系統一般根據原料特性、系統規模、場地布置條件、系統工藝等進行設備選型,涉及的主要設備有破碎機、振動篩、人工制砂機,輔助設備有帶式輸送機、給料機、石粉回收設備和除塵器等。
4.1破碎設備破碎設備按照工作原理主要分為兩類:一類為擠壓類破碎設備,如顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機等,適合破碎磨蝕指數比較高的原料,產品中石粉含量低,但一般破碎出來的物料針片狀顆粒多,泵送性能差;還有一類是沖擊類破碎設備,如反擊式破碎機、錘式破碎機及立軸沖擊式破碎機,其特點是物料破碎比大,結構形式簡單,設備維修方便,產品粒形好,物料抗壓強度損失小。
砂石骨料生產線常用破碎機及其優缺點和適用范圍如表1所列。表1常用破碎機的優缺點和適用范圍4.2篩分設備砂石骨料篩分環節選擇設備需要考慮的主要因素有:1)篩分設備工作面積和通過能力;2)來料方向骨料輸送設備與振動篩之間的下料溜槽尺寸與振動篩工作面尺寸配合得當,保證骨料在篩面上均勻分布;3)根據篩分時產生的揚塵多少匹配收塵器,保證生產現場空氣污染指標符合環保要求;4)振動篩出料溜槽和料斗的耐磨性能與物料下落過程中噪聲污染的防護。
4.3制砂設備砂石骨料生產線的制砂系統主要由立式沖擊破碎機、棒磨機、振動篩、級配調整設備、空氣篩或者螺旋洗砂機)組成,目前國內普遍采用立軸沖擊式破碎機與棒磨機聯合制砂設備。
對于易碎及中等硬度原料,可采用立軸沖擊式破碎機單獨制砂及整形。對于硬度高、特別難碎的原料,采用短頭型圓錐破碎機與棒磨機配合制砂。目前,很多大型砂石骨料項目選用新型塔樓式機制砂石成套系統,采用全封閉輸送、生產、和負壓除塵設計,占地面積小,生產過程中無污水,無淤泥,無粉塵,低噪音,綠色環保。
人工制砂系統設計時首先要考慮原料粒徑,一般小于25mm且連續極配,制砂系統工作效率高,產砂量大;其次原料含水率也會影響制砂效率,含水率超過2%以后,就會導致篩分機的分離效率降低,所以對于干法生產工藝來說,必須考慮防雨。
砂石骨料生產工藝設計與設備選型非常重要,直接影響砂石生產的質量和成本,在設計與設備選型時,應充分分析料源巖石的性質、骨料成品的級配和質量要求、主要設備的技術性能等;系統設備配置既要具有技術上的先進性,經濟上的合理性,還要保證系統運行的可靠性。
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