《人工制砂技术的应用与发展-第三章》

《人工制砂技术的应用与发展-第三章》

 导读：上一章谈到湿式制砂技术！本章内容是制砂机设备中的半干式制砂技术

1. 3. 1 半干式制砂技术的产生

2001 年 9 月建设的贵州索风营水电站石灰岩砂石系统规模为 850 t/h，业主招标的文件是按原SL53—1994《水工碾压混凝土施工规范》拟定，砂的细度模数 FM = 2. 2 ～ 3. 0，砂中石粉( d ＜ 0. 16mm 的颗粒) 含量以 8% ～ 17% 的指标设计的。而开工建设时 DL/T 5112—2000《水工碾压混凝土施工规范》已开始实施，人工砂的细度模数 FM =2. 2 ～2. 9，石粉含量为 10% ～ 22% ，含水率小于 6% ，允许偏差 0. 5%; 常态混凝土 DL/T5144—2001《水工混凝土施工规范》人工砂的细度模数 FM =2. 4 ～2. 8，石粉含量由原来的 6% ～ 12% 放大到 6% ～18% ，含水率小于 6% 。砂石系统要为水电站同时提供碾压混凝土和常态混凝土用砂，基于业主对索风营水电站建绿色水电公园的要求，水电九局总结和研究了干式和湿式制砂的优点及缺点，结合 43 年人工砂石制砂经验，研究出了绿色环保型半干式制砂工艺，其核心是 “以破带磨、多破少磨、前湿后干、干湿结合、智能节能、绿色环保”。

破碎采用粗、中、细 3 段破碎，其中粗碎采用开路生产，中、细碎采用闭路循环生产。工艺要解决的主要问题是毛料含泥的控制，半成品加工中的脱泥分级技术，制砂料源的含水率控制，立轴式制砂机产品两头大中间小的技术参数控制，骨料的连续级配、孔隙率、针片状含量、砂的细度模数、可调节的石粉含量、砂的含水率等问题。为此，粗碎、中碎采用反击破，细碎制砂采用立轴破。为了实现半干式制砂，在系统投产后分阶段根据毛料的改变及设备配套上的一些综合问题进行了工艺改进与调整; 2003 年 7 月至 2004 年 1 月生产砂石骨料 29. 3 万 m³，工艺改进主要解决了细度模数的稳定性及石粉含量相关指标问题。2004 年 5—12 月完成了半干式制砂技术的研究，调整了部分工艺，增加了 1 台高速立轴破，解决了立轴破生产砂中大于 2. 5 mm 以上颗粒的再破碎问题; 同时回收了中碎洗石过程中流失的粉砂，解决了立轴破生产砂中细度模数大、石粉含量低的问题。经过 8 个月生产82. 5 万 m³砂石骨料的生产性试验，成品砂的各项指标均已稳定，176 组试验检测平均含水率为 3. 8%，细度模数 FM = 2. 73 ～ 2. 91，平均细度模数为 2. 78，石粉含量为 17% ～ 21%，平均石粉含量为 18. 73%，见表 2。

在 2004 年全国首届砂石生产技术交流会上公布了半干式制砂技术，2005 年经贵州省科技厅组织的国内专家组验收，评定为国内水平，同年获贵州省科技进步奖。

1. 3. 2 半干式制砂技术的应用

2006 年，水电九局承建的云南苏家河口砂石系统岩石为粗粒花岗岩，平均抗压强度为 144MPa，规模为 660 t / h，粗碎为 C100 开路生产，中碎为闭路生产，设置 1 台 S380 圆锥破和 1 台CF250 反击破，制砂设备为立轴破。同时生产反滤料和混凝土用砂石骨料 180 万 t，满足了苏家河口水电站堆石坝用反滤料和松山河口碾压坝用砂石骨料的要求，经过 5 年的生产证明，其产品质量稳定，半干式制砂技术应用于硬岩制砂是成功的。2007—2011 年，水电九局承建的云南李仙江流域石门坎水电站工人砂石系统规模为 450 t/h，为双曲拱坝提供砂石骨料，粗碎为 CF900 × 1200颚破，中碎为 S380 圆锥破，制砂机为石打石 PL －850 和 S1000 立轴破，共生产大、中、小石、砂共126 万 t，系统运行可靠，成品质量稳定。骨料针片状含量小于 6. 5%，砂的细度模数 FM = 2. 55 ～2. 79，石粉含量 13. 5% ～ 15. 3% ，这是半干式制砂技术应用砂岩的一个成功案例。2007—2011 年，在贵州沙沱水电站 1 500 t / h的石灰岩人工砂石系统工程中，完善了半干式制砂工艺，采用了 “两端开路、中间闭路”的破碎流程，粗碎 3 台反击破开路生产、中碎 4 台反击破闭路生产，制砂 4 台立轴破与 1 台高速立轴破形成联合开路制砂，同时在国内率先采用了美国进口的高频筛分设备进行砂的细度模数调整，2010 年全年的检测结果如下: 砂总量 82. 3 万 t，碾压混凝土共取样 234 组，最大细度模数 FM = 2. 88，最小 FM= 2. 62，平均 FM = 2. 79，石粉含量 17. 6%，含水率 4. 1%，波动小于 1，级配连续均匀，孔隙率36% ，被业内专家评为最优质的人工砂。

1. 4 以破代磨、优质低耗、绿色环保半干式制砂技术

2008—2011 年，水电九局承建了广东台山核电厂花岗岩人工砂石系统，其原石料属中粗粒或中粒似斑状花岗岩，主要由长石晶体和石英晶体镶嵌构造而成，含有约 5% 的云母和 2% 的绿泥石。石料的抗压强度为 120 ～ 235 MPa，密度约为 2. 6 ～2. 7 g / cm³，松散堆积密度约为 1. 35 ～ 1. 45 g/cm³，松散堆积空隙率约为 47%。该砂石加工系统设计处理规模为 440 t/h，成品骨料生产能力为 350 t/h( 其中砂 150 t/h、骨料200 t / h) 。根据料源岩石岩性和核电高标号混凝土对骨料的需求等情况，采用 “3 段破碎”工艺: 粗碎选用颚式破碎机，中碎选用圆锥式破碎机，细碎选用立轴式破碎机，螺旋洗砂机洗去部分立轴破制干砂中的石粉。粗骨料成品生产采用 “末级出成品”方案，经细碎车间立轴式破碎机整形后的成品的中、小石骨料粒形及针片状含量均满足规范要求; 采用 “3 级筛分”工艺，有效调节粗骨料颗粒级配连续，月供应量骨料为 5. 7 万 t。在设计时采用了以破代磨、多破少磨的思路，应中国广东核电公司的要求，预留了 2 台棒磨机的位置，安装 1 台棒磨机仅进行了试运行，实际运行中因工艺先进可靠、石料破碎较充分、立轴破运行成砂率高，2010 年3 月，完全不用棒磨机就生产出了高标号混凝土 C80 用优质人工砂石骨料。砂的取样结果见表 3。

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