黃明夫
江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院,江西 南昌 330001
因?yàn)槿珖狗欠ú缮暗姆秶絹碓綇V,處罰力度越來越大,砂石的供應(yīng)存在不足,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展,帶來了土木建筑業(yè)的空前活躍,道路、橋梁、鐵路、機(jī)場、水工建筑、近岸結(jié)構(gòu)、城市建設(shè)、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),使得建筑材料在量上達(dá)到了歷史上的最高水平[1]。其中占混凝土體積70%以上的砂石料要開山采礦,挖掘河床,每年建筑用砂石約為30 多億噸[2]。
砂石是依附于天然石礦資源的產(chǎn)業(yè),過去幾十年里,是以傳統(tǒng)的粗放式的發(fā)展為主,近年來逐漸轉(zhuǎn)為工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。在起步階段,砂石骨料需求量小,供應(yīng)充足。所用砂石多為天然形成的自然資源,以人工開采為主,設(shè)備簡單,發(fā)展緩慢。進(jìn)入天然砂石實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開采階段,市場需求量大,供應(yīng)充足,但自然資源儲(chǔ)量已顯不足。機(jī)制砂石開始發(fā)展,市場供應(yīng)以天然砂石為主,機(jī)制砂石為輔[3]。產(chǎn)業(yè)仍是粗放式的發(fā)展。始于2011 年的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)階段,以機(jī)制砂石骨料為主,以天然砂石為輔。市場需求量大,部分區(qū)域自然資源枯竭,供應(yīng)緊張。機(jī)制砂石骨料快速發(fā)展,行業(yè)的政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等逐漸完善,市場得到了一定的規(guī)范。市場逐步細(xì)分,面向高性能、耐久性混凝土骨料的比重不斷增加,環(huán)境保護(hù)得到了高度重視[4]。
現(xiàn)在以某江西贛州某水泥廠建設(shè)骨料生產(chǎn)線為例,該水泥廠自有礦山為骨料原料主要來源,為石灰石礦山,生產(chǎn)的石灰石僅用于供應(yīng)公司生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥熟料,不對(duì)外銷售。石灰石礦區(qū)保有儲(chǔ)量1.39 億噸,礦山服務(wù)年限為57 年。礦石成分見表1:
表1 石灰石礦主要化學(xué)成分 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
石灰?guī)r抗壓強(qiáng)度:垂直于層理方向時(shí),抗壓強(qiáng)度為80MPa;平行于層理方向時(shí),抗壓強(qiáng)度為70~80MPa。石灰?guī)r摩氏硬度在3左右。
項(xiàng)目要求年生產(chǎn)建筑骨料300 萬t,機(jī)制砂120 萬t,石粉15萬t,機(jī)制砂臺(tái)時(shí)產(chǎn)量2×100t/h。石灰石骨料品種:0~5mm、5~10mm、10~20mm、20~31.5mm四個(gè)骨料品種,其顆粒級(jí)配及性能指標(biāo)符合國家GB/T14685-2011《建設(shè)用卵石、碎石》標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.1 破碎系統(tǒng)
一級(jí)破碎采用單段錘式破碎機(jī),進(jìn)料粒度≤1000mm,出料粒度≤31.5mm占70%,破碎能力:1000t/h;二級(jí)破碎采用反擊破碎機(jī)用于破碎一級(jí)破碎回料,進(jìn)料粒度≤800mm,出料粒度≤31.5mm 90%,破碎能力:600t/h。該破碎工藝流程可以實(shí)現(xiàn)高破碎比、粒度成型好、工藝流程簡單及高效節(jié)能等特點(diǎn)。一級(jí)單段錘式破碎機(jī)進(jìn)料斗上方處設(shè)集中收塵系統(tǒng)和噴霧降塵系統(tǒng)。一級(jí)及二級(jí)破碎機(jī)設(shè)集中收塵系統(tǒng)。
2.2.2 篩分及輸送系統(tǒng)
該項(xiàng)目采用石灰石礦區(qū)水泥用灰?guī)r廢石作為原料,原料中的山皮土(泥)和巖隙土(泥)含量較高,必須采取除泥(土)工藝。
利用自有石灰石礦山配套建設(shè)砂石骨料生產(chǎn)線采用的錘式破碎機(jī)+反擊式破碎機(jī)方案的主機(jī)設(shè)備見表2,全廠工藝流程見圖1。
圖1 骨料破碎車間工藝流程圖
表2 主機(jī)設(shè)備規(guī)格一覽表
(1)石灰石經(jīng)單段錘式破碎機(jī)(或重錘反擊破碎機(jī))料斗,由棒條給料機(jī)喂入一級(jí)單段錘式破碎機(jī)(或重錘反擊破碎機(jī)),石灰石料斗可單邊進(jìn)料,棒條給料機(jī)泥料斗下設(shè)兩路,可根據(jù)原料含泥量情況選擇漏料進(jìn)入除泥篩分系統(tǒng)或破碎機(jī)出料皮帶輸送機(jī)。
(2)一級(jí)破碎和二級(jí)破碎后物料由皮帶機(jī)一路送入建筑骨料一級(jí)篩分系統(tǒng),經(jīng)一級(jí)篩分后的粗料及除泥篩分系統(tǒng)的粗料經(jīng)皮帶機(jī)輸送至二級(jí)反擊破碎機(jī)破碎,一級(jí)單段錘式破碎機(jī)(或重錘反擊破碎機(jī))進(jìn)料斗上方處設(shè)集中收塵系統(tǒng)和噴霧降塵系統(tǒng),一級(jí)及二級(jí)破碎機(jī)設(shè)集中收塵系統(tǒng)。一段破碎、二段破碎工藝流程見圖2 所示:
(3)由棒條給料機(jī)篦縫漏出的含泥料經(jīng)皮帶機(jī)送入除泥篩分系統(tǒng),該系統(tǒng)設(shè)置一臺(tái)雙層振動(dòng)篩,篩孔50/20mm,經(jīng)篩分后粒徑大于20mm的骨料由皮帶機(jī)送回二級(jí)回料反擊破碎機(jī)破碎,粒徑小于20mm 的含泥料送入堆棚中儲(chǔ)存。除泥篩分設(shè)集中收塵系統(tǒng)。
(4)一級(jí)及二級(jí)破碎后的物料經(jīng)皮帶機(jī)送入一級(jí)篩分系統(tǒng),該篩分系統(tǒng)設(shè)置兩臺(tái)雙層振動(dòng)篩,篩孔31.5/20mm,經(jīng)篩分后粒徑>31.5mm 的骨料(及粒徑20~31.5mm 的骨料滯銷時(shí)一起)由皮帶機(jī)送回二級(jí)反擊破碎機(jī)破碎;粒徑<31.5mm的物料由皮帶機(jī)送入二級(jí)篩分系統(tǒng)。一級(jí)篩分系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng)。
圖2 一段破碎、二段破碎剖面流程圖
(5)0~31.5mm 未分級(jí)物料經(jīng)皮帶機(jī)送入二級(jí)篩分系統(tǒng),該系統(tǒng)設(shè)置二臺(tái)三層振動(dòng)篩,篩孔20/10/5mm,經(jīng)篩分后粒徑5~10mm、10~20mm、20~31.5mm的骨料分別由各自皮帶機(jī)送入Φ12m 成品圓庫儲(chǔ)存,0~5 及5~10mm 的骨料可以直接由皮帶輸送機(jī)送入機(jī)制砂系統(tǒng),儲(chǔ)存在庫內(nèi)5~10mm 的骨料富余部分也可以由皮帶輸送機(jī)及提升機(jī)送入機(jī)制砂系統(tǒng)緩沖倉。二級(jí)篩分系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng)。
(6)0~5、5~10 的骨料由皮帶輸送機(jī)送入V 型選粉機(jī),分選出的大于1.18~5mm 的顆粒進(jìn)入制砂機(jī),動(dòng)態(tài)選粉機(jī)分選出0.075~1.18mm細(xì)砂由提升機(jī)送入機(jī)制砂成品庫儲(chǔ)存,旋風(fēng)分離器分選出的0~0.075mm 細(xì)粉由FU 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)送入成品粉倉;經(jīng)制砂機(jī)破碎后的物料由皮帶輸送機(jī)及提升機(jī)輸送至無動(dòng)力V型選粉機(jī),>0.075mm 物料進(jìn)入直線振動(dòng)篩,經(jīng)篩分后>5mm的顆粒進(jìn)入制砂機(jī),3~5mm 物料一部分作為成品砂由提升機(jī)輸送至成品砂庫,另一部分進(jìn)入制砂機(jī),<3mm 成品砂也由提升機(jī)輸送至成品砂庫。制砂系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng),V 型選粉機(jī)<0.075mm 極微粉及其他落料點(diǎn)揚(yáng)塵,統(tǒng)一集中收塵,收塵器回灰經(jīng)重錘翻板閥至成品粉倉。
(7)機(jī)制砂成品、粉料儲(chǔ)存及庫底散裝發(fā)運(yùn)。儲(chǔ)存在Φ12×26m 圓庫內(nèi)的機(jī)制砂成品經(jīng)螺旋閘閥、氣動(dòng)扇形閥輸送至拌濕機(jī),經(jīng)加水?dāng)嚢杈鶆蚝蟮臐裆坝缮⒀b機(jī)送至散裝汽車,經(jīng)地中衡計(jì)量后出廠。儲(chǔ)存在Φ8×15m 圓庫內(nèi)的粉料一路經(jīng)螺旋閘閥、流量控制閥、散裝機(jī)送至粉料散裝汽車。成品粉料散裝系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng),收塵器回灰經(jīng)重錘翻板閥至成品粉倉。
砂石骨料生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)及建設(shè)應(yīng)以項(xiàng)目建設(shè)條件和原料檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),并充分了解相關(guān)設(shè)備特性并進(jìn)行項(xiàng)目前期整體規(guī)劃;工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“多篩少破”的原則并采用具備操作和調(diào)控手段的破碎篩分設(shè)備,合理分配破碎比,實(shí)現(xiàn)全流程生產(chǎn)的流暢性和靈活性[5]。