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干湿工艺,砂石生产如何选择?王宇翔、 张万利有话说!

发布日期:2022-04-02   浏览次数:

干湿工艺,砂石生产如何选择?王宇翔、 张万利有话说!

 

编者按:

随着砂石行业的迅速发展,国内制砂技术也日趋成熟。目前,我国大型上葡京生产工艺主要分为干法、湿法生产工艺,这两种工艺分别在南方和北方拥有各自的市场。

如今,绿色发展理念已经贯穿砂石生产全过程,哪一种工艺能够同时满足制砂效果及生产效益、环保效益的最大化?这也是砂石业内人士近年来讨论的热点话题之一。

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利用干湿工艺优势,做好砂石质量控制

江苏山宝集团董事长  王宇翔

我国是全球砂石生产和消耗量最大的国家,砂石约占混凝土质量和体积的70%,砂石成本约占混凝土材料成本的一半。砂石是混凝土建筑的主要力学承载体,做好砂石质量控制事关国家安全和民生幸福。

当前我国砂石质量主要存在粒形不佳、级配不合理、石粉含量较高等问题。南方水源较为丰富,砂石湿法生产线较多;北方少雨缺水,多采用干法生产工艺。

目前砂石干法和湿法工艺存在较大的争议,主要集中在以下两点:一是湿法工艺可以有效清除砂石中的泥粉,确保成品的饱和面干,且控制粉尘容易。但备件损耗大,用水量较大,且增加了水处理的成本。因为中水回用将导致成品絮凝剂残留,不利于对混凝土质量和成本的控制。二是干法工艺布置简单,适合干旱少雨的地区使用。其中,回收细粉环节提高了资源利用率。但该工艺对原料含水敏感,且能耗高,成品石粉含量易超标。

砂石生产过程包括矿山开采、破碎筛分、制砂等环节。我们长期专注机制砂石工艺研究和设备研发,大量实践表明,要保证砂石质量:首先,需要控制原料的泥质物、有机质等软弱物质含量;其次,破碎筛分前端需要强化有害物质的分离工作;最后,工艺需综合考虑脱粉、整形、级配调整等工作。以此为基础,我们反思干法和湿法工艺,得出了以下几点结论。

一是湿法工艺最大的优势是清洗砂石中的泥质物、风化石等有害物,而干法工艺可以简化工艺布置、提高资源利用率。

二是砂石开采加工过程中,前端工艺如果能够有效分离含泥、含水较高的碎石和基本不含泥的干燥块石,那么我们可以采用分区式制砂工艺,对含泥、含水较高的碎石采用湿法生产工艺,而基本不含泥的干燥块石采用干法生产。

基于上述结论,我们认为砂石生产线可以采用干湿结合的生产工艺:

首先,应加强矿山勘探,实现合理分区开采和配矿。

其次,强化粗碎和中碎筛分,如在粗碎前设置棒条筛和除土筛,中碎前设置预筛分装置,分离含泥碎石。同时,中碎和细碎检查分开,中碎后检查筛下料,根据情况(如雨天)再决定是否分料。

再次,针对粗碎和中碎分离的含泥碎石料采用湿法生产,中细碎的块石料采用干法生产。

最后,湿法生产的成品料和干法生产的成品料可以共同入库,可达到饱和面干、控制粉尘以及降低絮凝剂残留量等效果。

基于这一思路,同样的生产线,采用干湿技术改造的全湿法生产线,系统用水量可以下降一半,有效降低用水成本,降低耐磨件的用量。而采用干湿结合改造的干法生产线,可以有效解决成品表面清洁度差、粉尘排放易超标等问题。

安徽宣城某建筑石料矿配备近20台振动筛,年产砂石400万吨,主线采用干法生产技术,通过水洗生产成品砂。

技改之前,由于矿山原料含泥和含水较高,破碎线前端分离工艺缺失,黏附性较高的泥粉混入了成品筛,导致筛网堵塞,成品碎石不干净、成品砂石粉含量和亚甲蓝超标。

2020年年初,该矿采用干湿结合工艺改造生产线,粗碎后增加两台振动筛,分离出50mm以下的含泥碎石料用以湿法制砂,50mm以上的料进入缓冲库进行干法生产。

技改后,系统产能提升近100万吨,原有近20台振动筛正常开机10台即达到了筛分目的。前端湿法机制砂石的粉含量、亚甲蓝等指标均符合国标要求,同时干机制砂经过脱粉,解决了碎石产品裹粉问题,成品指标达到了国标要求,企业效益显著提升。

因此,我们认为选择干法还是湿法工艺,应考虑这两点:首先,要考虑原料和周边水源情况;其次,干法和湿法各有优势,条件允许的情况下工艺设计中应充分利用二者优势。另外,必须强调的是,无论采用干法工艺还是湿法工艺,都必须保证砂石产品各项指标达到国家或行业相关质量标准要求,以确保工程质量。

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充分了解工艺特点,选择最优生产方案

天津水泥工业设计研究院有限公司技术总监 张万利

目前,我国大型上葡京生产工艺主要分为干法、湿法生产工艺。干法和湿法工艺各有优缺点,其适用的范围和条件也不相同。干法工艺适用母岩地质赋存条件简单,覆盖层少,断层及裂隙土少;矿石中泥土及有机物等杂质含量少;气候干旱少雨,水资源缺乏地区。湿法工艺适用矿石中泥土及有机物等杂质含量较多;多雨及水资源丰富的地区。只有充分了解工艺的特点,才能针对不同的生产条件,选择出最优生产方案。

干法机制砂石工艺特点

所谓干法机制砂石是指母岩在破碎筛分、砂石整形及加工工艺过程中除喷雾降尘及防止成品砂离析喷雾用极少量水外,整个生产过程中再无需用水。其特点如下。

优点:一是生产中用水量极少;且工艺简单易于维护,总装机功率低,可实现生产的自动化及无人化,因而生产成本较低。

二是生产线流程较短,设备投资低;且布局紧凑占地面积较小,节省建设投资。

三是机制砂成品率高,级配合理。尤其使用立磨制砂系统,其产品粗颗粒和细粉含量明显更低,大大提高了中细砂含量,颗粒级配好,可用于高性能混凝土、预拌砂浆和混凝土预制结构件等高端产品,大大降低外加剂的用量。

缺点:一是破碎、筛分、转运、输送和储存等各个环节均容易产生粉尘,对设备的密封和除尘要求严格。需采用高效可靠的除尘设备和降尘措施,确保净化后的废气含尘量达到5mg/Nm³,满足国家和地方对环保的要求。收尘回收的石粉根据母岩的不同可用于电厂脱硫,替代粉煤灰用于商用混凝土中或用于制作其他建筑材料。

二是需要在矿山开采阶段对表土有机物、夹层、风化层等含泥层进行有效控制。

三是若矿石中含有一定量的土,在雨季生产时容易糊筛,降低了生产效率和产品质量。

四是生产的砂石表面不如湿法生产的清洁,表面感观性差。

湿法机制砂石工艺特点

优点:一是筛分机制砂石过程中采用水冲洗,因而在筛分后续环节中不产生粉尘,环保效果好。

二是机制砂石经过水洗,产品表面清洁,感观性好。

缺点:一是生产中需消耗大量水资源,需设置污水处理及回收利用等设施,设备种类多,总装机功率高,运行费用高,设备维护及操作管理复杂。水洗砂生产成本较高。

二是生产的机制砂水分含量高,粒径小的颗粒占比偏少,细度模数偏大,砂子产量低(对此需采用细沙回收系统)。

三是工艺相对复杂,生产线占地面积较大,建设投资较高。

四是生产过程中产生的副产品泥饼除部分可用于矿山绿化复垦外,目前还没有其他更好的用途,一部分泥饼需要场地进行排放。

五是要求水资源充足,在干旱少雨地区或寒冷结冰季节不能正常生产。

建议

干法工艺和湿法工艺具体应该如何选择,笔者提出如下建议。

一是要重视母岩矿山地质勘探工作。按照地质矿产行业标准《矿产地质勘查规范  建筑用石料类》查明矿体赋存情况及分布规律;查明矿床覆盖层及风化层的分布规律、厚度变化、风化程度、物理性能等;查明矿物成分、矿石结构和构造、断层与裂隙及矿石中有害物质的种类、形态、大小、数量等;研究矿石加工技术性能等。为选择砂石生产工艺方案提供可靠的第一手资料。

二是结合干法和湿法工艺的优劣,根据我们设计和实践经验,对于地质条件较为复杂的母岩,建议采用干湿结合的工艺方法生产机制砂石(即部分采用干法,部分采用湿法)。这样既克服了气候条件对生产质量和效率的影响,减少了生产用水量和絮凝剂对混凝土的不利影响,又保证了充分利用矿产资源及机制砂的合理级配与石粉含量。

三是根据母岩地质赋存情况、覆盖层及风化层和裂隙土情况,结合当地气候条件、水资源情况及市场对产品要求,从设备投入、占地面积、节能低碳、生产管理难易程度及生产成本等各个方面综合考虑,建议优先采用干法、次之是干湿结合法,最后考虑湿法生产工艺。

(本文不代表上葡京观点,仅供交流学习)

来源:中国建材报

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2022年04月02日



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