《人工製砂技術的應用與發展-第三章》

《人工製砂技術（shù）的應用與發展-第三章》

 導讀：上一章談（tán）到濕式製砂技術！本章內容是製（zhì）砂機設備中的半幹（gàn）式製砂技（jì）術

1. 3. 1 半幹式製砂技術的產（chǎn）生

2001 年 9 月建設（shè）的貴州索風營水電站石灰岩砂石係統規模為 850 t/h，業主招標的文件是按原SL53—1994《水工碾壓混凝土施工規範（fàn）》擬定，砂的細（xì）度模數 FM = 2. 2 ～ 3. 0，砂中石粉（fěn）( d ＜ 0. 16mm 的顆粒) 含量以 8% ～ 17% 的指標設計（jì）的。而開工建設時 DL/T 5112—2000《水工碾壓混凝土施工規範》已開始實施，人工砂的細（xì）度模（mó）數 FM =2. 2 ～2. 9，石粉（fěn）含量為 10% ～ 22% ，含水率小於 6% ，允許偏差 0. 5%; 常態（tài）混（hún）凝土 DL/T5144—2001《水工混凝土施工規範》人工砂的細度（dù）模數 FM =2. 4 ～2. 8，石粉含量由原來的 6% ～ 12% 放大到（dào） 6% ～18% ，含水率小於 6% 。砂石係統要（yào）為水電站同時提供碾壓混凝土（tǔ）和（hé）常態混凝土用砂（shā），基於業主對（duì）索風營水電站建綠色水電公園的要求，水（shuǐ）電九局總結和研究了幹式和濕式製砂的優點及缺點，結合 43 年人工砂石製砂經驗，研究出了綠色環保型半幹式製砂工藝，其核心是 “以（yǐ）破帶磨、多（duō）破（pò）少磨、前濕後幹、幹濕（shī）結（jié）合、智能節能、綠色環（huán）保”。

破碎采用粗、中、細 3 段破碎，其中粗碎采用開路生產，中、細碎采用閉路循（xún）環生產。工藝要解決的主要問題是毛料含泥（ní）的控製，半（bàn）成品加工中的脫泥分（fèn）級技術，製砂料源的（de）含水率控製，立軸式製砂機產品兩頭大中間小的技（jì）術參數控製，骨料的連續級配、孔隙率、針片狀含量、砂的細度模數、可（kě）調節的石粉含量、砂（shā）的（de）含水率等問題（tí）。為（wéi）此，粗碎、中（zhōng）碎采（cǎi）用反擊破，細碎製砂采用立軸（zhóu）破。為了實現半幹（gàn）式製砂，在（zài）係統投產後分階（jiē）段根據毛料的改（gǎi）變及設備（bèi）配套上的一些綜合（hé）問題（tí）進行了工藝（yì）改進與調整; 2003 年 7 月至 2004 年 1 月生產砂石骨料 29. 3 萬 m³，工藝改進主要（yào）解決了細度模數的穩定性及（jí）石粉含量相關指標問題。2004 年 5—12 月完成了半幹式製砂技術的研究，調整了部分工藝，增（zēng）加了 1 台高速（sù）立軸破，解決了立軸破生產砂中大於 2. 5 mm 以上顆粒的再破碎（suì）問題; 同時（shí）回收了中（zhōng）碎洗石過程中流失的粉砂，解決了立軸破生產砂中細度模數大、石粉含量低的問題。經過 8 個月生產82. 5 萬 m³砂石骨料的生產性試驗，成品砂的各（gè）項指標（biāo）均已穩定，176 組試驗檢測（cè）平均含水率為 3. 8%，細度模數 FM = 2. 73 ～ 2. 91，平均細度模數為 2. 78，石粉含量為（wéi） 17% ～ 21%，平均石粉含量為 18. 73%，見表（biǎo） 2。

在 2004 年全國首（shǒu）屆砂石（shí）生（shēng）產技術交流會上公布了半幹式製砂技術（shù），2005 年經貴州省科技廳組織的國內專家組驗（yàn）收，評定為國內水（shuǐ）平，同年獲貴州省科技進步獎。

1. 3. 2 半幹（gàn）式製砂技術的（de）應用

2006 年，水電九局承建的雲南蘇家河口砂石係統岩石為粗粒花崗岩，平均抗壓強度為 144MPa，規模為 660 t / h，粗碎為 C100 開路生產，中碎為閉路生（shēng）產，設置 1 台 S380 圓錐破和 1 台CF250 反擊破，製砂設備為立軸破。同時生產反（fǎn）濾料和混（hún）凝（níng）土用砂石骨料 180 萬 t，滿足了蘇家河口水電站堆石壩用反濾料和鬆山河口碾壓（yā）壩用（yòng）砂石骨料的要求，經過 5 年的生產證明，其產品質量穩定，半幹式製砂技術應用（yòng）於硬岩製砂是成功的。2007—2011 年，水電九局（jú）承（chéng）建的雲南李仙江流域石門坎水電站工人砂石係（xì）統規模為 450 t/h，為（wéi）雙曲拱壩提供砂石骨料，粗碎為 CF900 × 1200顎破，中碎為 S380 圓錐破，製砂機為（wéi）石打石 PL －850 和（hé） S1000 立（lì）軸破，共生產（chǎn）大、中（zhōng）、小石、砂共126 萬 t，係統運（yùn）行可靠，成品質量穩定。骨料針片狀含（hán）量小於 6. 5%，砂的細度模數 FM = 2. 55 ～2. 79，石粉含量 13. 5% ～ 15. 3% ，這是半幹式製（zhì）砂技術應用（yòng）砂岩的一個成功案例。2007—2011 年（nián），在貴州沙沱水電站（zhàn） 1 500 t / h的石灰岩人工砂石（shí）係統工程中，完善了半幹式製砂工藝，采用了 “兩端開（kāi）路、中間（jiān）閉路”的破碎流程，粗碎（suì） 3 台（tái）反擊破開路（lù）生產、中碎 4 台反擊破閉路生產（chǎn），製砂 4 台立軸破與 1 台（tái）高速立軸破形成聯合開（kāi）路製砂，同時在國內率先（xiān）采用了（le）美國進口的高頻篩分設（shè）備（bèi）進行砂的細度模數調整（zhěng），2010 年全年的檢測結果如下: 砂總量 82. 3 萬 t，碾壓混凝土共取（qǔ）樣（yàng） 234 組，最大細（xì）度模數 FM = 2. 88，最小 FM= 2. 62，平均 FM = 2. 79，石粉含量 17. 6%，含水率 4. 1%，波動小於（yú） 1，級（jí）配（pèi）連續均勻，孔隙率36% ，被業內（nèi）專家評為最優質的人工砂（shā）。

1. 4 以破代（dài）磨、優（yōu）質低（dī）耗、綠色環保（bǎo）半幹式製砂技術

2008—2011 年，水電九局承建了廣東（dōng）台山（shān）核電廠花崗岩人工砂石係統，其原石（shí）料屬中粗粒或中粒似斑狀花崗岩，主要由長（zhǎng）石晶體和（hé）石英晶（jīng）體鑲嵌構造而成，含有約 5% 的雲母和（hé） 2% 的綠泥石。石料的抗壓強度為 120 ～ 235 MPa，密度（dù）約（yuē）為 2. 6 ～2. 7 g / cm³，鬆散堆積密度約為 1. 35 ～ 1. 45 g/cm³，鬆散堆（duī）積空隙率約為 47%。該砂石加工係統設計處理規模（mó）為 440 t/h，成品骨料生產能力（lì）為 350 t/h( 其（qí）中（zhōng）砂 150 t/h、骨料200 t / h) 。根據（jù）料源岩石（shí）岩性（xìng）和核電高（gāo）標號（hào）混凝土對（duì）骨（gǔ）料的需求等情況，采用 “3 段破碎”工（gōng）藝: 粗碎選（xuǎn）用顎式破碎機，中碎（suì）選（xuǎn）用圓錐式破碎機，細碎選用（yòng）立軸式破碎機（jī），螺旋洗砂（shā）機洗（xǐ）去部分立軸破製幹砂中的石粉。粗骨料成品生產采用 “末級出成品（pǐn）”方案，經（jīng）細碎車間立軸式破碎機整形後的（de）成品的中、小石骨料粒形及針（zhēn）片狀含量均（jun1）滿足規範要求; 采（cǎi）用 “3 級篩分”工藝，有效調節粗骨料顆粒級配連續，月供應（yīng）量骨料為 5. 7 萬 t。在設計時采用了以破代磨、多破少磨的（de）思路，應中國廣東核電公司的要求，預（yù）留（liú）了 2 台棒磨機（jī）的位置，安裝 1 台棒磨機僅進行了試運行，實（shí）際運行中因工藝先進可靠、石料破碎較充分、立軸破運行成砂率高，2010 年3 月，完（wán）全不用棒磨機就生產出了高標號混凝土 C80 用優質人工砂石骨料。砂的取樣（yàng）結果見（jiàn）表 3。

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