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主流的制砂工艺有哪些?各种制砂工艺都有何优劣?

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  人工砂石料与天然砂石料相比,具有料源丰富、加工受季节影响小、成品料的粒形及级配良好、能使混凝土强度提高以及减少水泥用量等优势而得到广泛应用。而在人工砂石系统设计中,制砂工艺尤为关键。如何正确选择生产工艺,以保证加工系统的运行可靠、技术先进、经济合理,仍是人工砂石加工系统设计所面临的重要问题。本文介绍当前应用较多的3种制砂工艺。

物料现场 物料现场

01,棒磨机制砂工艺

  采用棒磨机轧制的人工砂,粒度分布有一定的规律,即一种细度模数只有一种粒度级配。因此,在人工砂的生产中,需着重控制细度模数的稳定,对其粒度级配不需再作分级处理。

特点:

  • 1)砂的细度模数容易调整,可人为控制(在实际生产中可做到FM=2.4-3.0的范围内来调节生产);

  • 2)砂级配好,粒度分布稳定;

  • 3)生产效率低;

  • 4)运行成本高,土建及安装工程量大。

工艺流程:

  在棒磨机制砂工艺中,常采用开路工艺,湿法生产。

  通常在棒磨机之前设制砂给料仓,给料仓应有一定的容量,通常按棒磨机一台班的生产量考虑给料仓容量。在给料仓下设出料廊道,通过振动给料机均匀给料,保证棒磨机能均衡、稳定生产。经棒磨机磨制的砂浆从排料口流出,进入螺旋分级机洗砂,经直线振动筛预脱水后通过皮带运输机送到成品砂仓堆存。

进料粒径控制

  生产试验表明,当棒磨机的进料粒径超过25mm时,产量较高,但细度模数偏大,而棒磨机的进料粒径小于25mm时,棒磨机制砂效果最佳。如考虑进料粒径的模数,棒磨机进料粒径应控制在5~20mm范围内。

石粉含量

  由于棒磨机制砂采用湿法生产,生产过程中部分石粉被水带走,最终成品砂含粉量一般只能控制在6%~12%范围内,这对主体工程为常态混凝土的工程而言无疑是合适的。但对于主体工程采用碾压混凝土的工程,含粉量则明显达不到规范要求。

  对于石粉含量的调节,可以通过减少棒磨机进料量、增加钢棒量等手段来降低细度模数、增加细颗粒,通过回收设备如水力旋流器回收细纱和石粉,以增加人工砂的石粉含量。

物料现场 物料现场

02,立轴式冲击破碎机制砂工艺

  利用高速转动的物料相互自行破碎及物料之间摩擦而破碎。

  立轴式冲击破碎机按其工作模式有“石打铁”和“石打石”之分:立轴冲击破叶轮在电机带动下做高速旋转,将物料从叶轮流道抛出并打在反击板上,这种装有反击板的立轴式冲击破碎机称为“石打铁”;若不装反击板,破碎机被叶轮抛出的物料直接打在自然形成的料衬上,这种情况成为“石打石”。“石打铁”产砂率要比“石打石”产砂率高。

特点:

  采用立轴冲击式破碎机制砂具有生产效率高、砂粒粒形好、运行成本低、土建及安装工程量小,且能对中小石进行整形等优势,但同样也存在如下问题:

  • 1)工艺流程简单,单位能量消耗低;

  • 2)5~2.5mm的石料要经反复循环破碎,破碎效果差,能量损耗略偏大;

  • 3)成品砂级配不甚理想,为“两头多,中间少”的间断级配;

  • 4)成品砂的粒度模数控制难(人为因素控制);

  • 5)成品砂率偏低;

  • 6)对于常态混凝土而言,石粉含量可能会超标。

产品级配及粒形

  半成品碎石(粒径5~40mm)经立轴式冲击破碎机(石打石)破碎后,其产品分布为:20~40mm约占25%,5~20mm约占40%,产砂率约35%。如采用“石打铁”破碎机,则砂率可达50%以上。

  立轴冲击破所生产的成品砂粒径呈“两头多,中间少”的间断级配,2.5~5mm含量一般在32%以上,大大超出中砂10%~25%的范围标准,而0.63~2.5mm含量在20%左右,与大约40%的标准值相比,又严重不足。

工艺流程:

  立轴破制砂工艺有开路生产和闭路生产两种方式,而每种方式又有干法、湿法和半干法生产之分。干法生产,产砂率和石粉含量高,但粉尘污染严重。湿法及半干法生产,产砂率低,粉尘容易控制。

  干、湿法生产方式的选择,需要综合考虑多方面的因素。当主体工程以碾压混凝土为主时,采用干法生产更为合适。对主要扬尘点可采用并联集尘、除尘器除尘,对立轴破给料仓进行封闭。但对于主体工程以常态混凝土为主的规模较大的人工砂石骨料系统,宜采用湿法生产。

物料现场 物料现场

03,棒磨机、立轴冲击破联合制砂工艺

  通过对棒磨机和立轴破制砂规律以及工艺特点的分析,可以发现立轴破与棒磨机制砂效果无论在产砂率、细度模数、含粉量以及产品级配等方面均具有较强互补性,因此采用棒磨机、立轴破联合制砂可以达到弥补各自不足的缺点。

工艺流程:

  石料经立轴冲击式破碎机破碎后,进入筛分机分级,>5mm的石料全部返回转料仓,5~2.5mm的石料进入棒磨机破碎、经螺旋分级机后与<2.5mm的石料混合进入成品仓。

特点:

  • 1)集中了立轴式冲击破碎机、棒磨机制砂的优点,克服了立轴式冲击破碎机及棒磨机制砂的缺点,解决了中粒径砂含量少、石粉过多流失等问题;

  • 2)成品砂质量稳定、粒形好;

  • 3)耗水、耗电量高,钢棒耗量大;

  • 4)建安工程量大;

  • 5)工艺流程复杂、设备品种多。

联合制砂工艺注意事项:

  • ①立轴冲击式破碎机采用干法或半干法生产。采用干法生产减少了系统的耗水量,降低了成品砂的含水率,即解决了石粉含量偏低的矛盾又缩短了成品砂的脱水时间。采用干法与半干法生产的粉尘问题需进一步研究,现国际上也有成功的经验可以借鉴。

  • ②控制棒磨机制砂的石粉流失。适当控制棒磨机制砂的料浆浓度,料浆浓度大,则砂中石粉少流失,控制洗砂机的冲水量以减少石粉流失。

  • ③选定棒磨机制砂的细度模数。棒磨机制砂石粉含量与细度模数相关,细度模数大,石粉含量低,反之石粉含量则高。

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