【生產(chǎn)工藝】淺談砂石骨料生產(chǎn)線半干法工藝設(shè)計(jì)
摘要
本文結(jié)合已投產(chǎn)運(yùn)行的半干法骨料生產(chǎn)線從主要設(shè)備選型、工藝流程、設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析、環(huán)境保護(hù)等幾個(gè)方面介紹半干法砂石骨料生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞
砂石骨料生產(chǎn)線，半干法工藝設(shè)計(jì)，主要設(shè)備選型，工藝流程，設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析，環(huán)境保護(hù)。
目前，我國(guó)水泥產(chǎn)量有目共睹，一些地區(qū)甚至嚴(yán)重過剩。水泥生產(chǎn)消耗大量石灰質(zhì)原料，石灰石礦山開采中剝離高鎂等廢石日趨增多，加之天然砂資源的日趨減少，水泥企業(yè)聯(lián)產(chǎn)砂石骨料生產(chǎn)已成為一種行業(yè)趨勢(shì)。
砂石骨料生產(chǎn)主要有干法和半干法兩種生產(chǎn)工藝。干法生產(chǎn)是指整條生產(chǎn)線的工藝過程基本不用水（除個(gè)別工藝環(huán)節(jié)噴霧除塵用水外）， 主要分布在我國(guó)北方地區(qū)；半干法生產(chǎn)是指破碎及破碎前工段無用水、破碎后工段用水洗，主要分布在我國(guó)南方地區(qū)。半干法生產(chǎn)的產(chǎn)品潔凈度較高，可以作為精品骨料銷售，此工藝中含有泥土、石粉的污水通過濃縮機(jī)、壓濾機(jī)處理，中水循環(huán)利用，大大提高了水的循環(huán)利用率。
本文主要以位于湖北黃石長(zhǎng)江邊的華新骨料陽新二期砂石骨料生產(chǎn)線（下文簡(jiǎn)稱華新骨料）為例闡述砂石骨料生產(chǎn)線半干法工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)問題。
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項(xiàng)目基本情況
1）生產(chǎn)線能力：1000t/h砂石骨料；
2）產(chǎn)品品種：0.075——4.75mm，4.75——15mm，15——31.5mm砂石骨料；
3）原料特性：石灰?guī)r、粘土含量較大；
4）砂石骨料質(zhì)量滿足GB/T 14685-2011《建設(shè)用卵石、碎石》要求；
5）環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)：粉塵排放濃度≤20mg/Nm3,廢水達(dá)到零排放，噪聲排放滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
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主要設(shè)備選型
半干法砂石骨料生產(chǎn)線可簡(jiǎn)單地概括為破碎、篩洗、含泥廢水處理及砂石骨料儲(chǔ)存。要得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的骨料產(chǎn)品，主要設(shè)備選型在生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)中起著決定性的作用，它主要取決于原料的物理性能（如原料的硬度、磨蝕性指數(shù)、含土量等等）及當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)需求。
結(jié)合華新骨料原料特性及周邊粉狀料（<0.075mm）市場(chǎng)較差的基本情況，華新骨料生產(chǎn)工藝確定為旋回式破碎機(jī)與兩段圓錐式破碎機(jī)組成的三段破碎系統(tǒng)，圓振動(dòng)篩三級(jí)篩洗系統(tǒng)，篩洗后的泥砂料處理系統(tǒng)和成品料儲(chǔ)存系統(tǒng)。主要設(shè)備有：1臺(tái)旋回式破碎機(jī)，2臺(tái)預(yù)篩分振動(dòng)篩，2臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)型中碎圓錐破碎機(jī)，2臺(tái)短頭型細(xì)碎圓錐破碎機(jī)，4臺(tái)一級(jí)篩分振動(dòng)篩，8臺(tái)成品篩分振動(dòng)篩，4臺(tái)雙螺旋洗砂機(jī)，2組旋流器組，4臺(tái)濾水振動(dòng)篩，1臺(tái)濃縮機(jī)，3臺(tái)壓濾機(jī)。
1）粗破設(shè)備的選擇
用于骨料生產(chǎn)的粗破設(shè)備一般為旋回式破碎機(jī)、顎式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)。
根據(jù)生產(chǎn)能力要求（粗破大于1200t/h）、原料含泥土較多的特性和市場(chǎng)對(duì)砂石骨料產(chǎn)品需求的情況，結(jié)合廠區(qū)總圖、工藝布局，粗破設(shè)備選用旋回式破碎機(jī)。
2）中細(xì)破設(shè)備的選擇
骨料中細(xì)破設(shè)備一般有圓錐式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)可供選擇。
圓錐式破碎機(jī)主要適宜破碎硬度大、磨蝕性指數(shù)高的巖石，產(chǎn)品粉狀料較少；反擊式破碎機(jī)主要適宜破碎硬度、磨蝕性指數(shù)中等或偏低的巖石，產(chǎn)品粉狀料較多。
華新骨料項(xiàng)目周邊市場(chǎng)對(duì)粉狀料需求較差，中碎采用標(biāo)準(zhǔn)圓錐式破碎機(jī)，細(xì)碎采用短頭圓錐式破碎機(jī)是一種好的選擇。
3）篩分水洗設(shè)備的選擇
石料篩分設(shè)備一般采用直線振動(dòng)篩或圓振動(dòng)篩。
直線振動(dòng)篩處理量小，適合小粒徑篩分、小產(chǎn)量生產(chǎn)使用，可以用于含水料濾水；圓振動(dòng)篩篩分效率高、處理量大，適合大粒徑篩分、較大規(guī)模生產(chǎn)使用。當(dāng)圓篩分設(shè)備上配置壓力噴水系統(tǒng)時(shí)可以作為洗石設(shè)備，借助于水力沖洗、石子在篩面翻滾、振動(dòng)，較容易洗去表面粘附的細(xì)泥。
對(duì)于0——4.75mm產(chǎn)品中泥粉和石粉一般可以選擇螺旋洗砂機(jī)或斗輪洗砂機(jī)水洗后得到機(jī)制砂。
華新骨料濾水振動(dòng)篩選擇了直線振動(dòng)篩，其余均選用圓振動(dòng)篩。0——4.75mm的產(chǎn)品選用了4臺(tái)兩兩串聯(lián)的雙螺旋洗砂機(jī)作為洗砂設(shè)備。
4）廢水及泥料處理設(shè)備的選擇
水洗砂石骨料后的含泥廢水需經(jīng)過處理才能達(dá)到生產(chǎn)線廢水的零排放。經(jīng)過對(duì)廢水處理設(shè)備及使用情況的考察，生產(chǎn)線選擇了旋流器組、濃縮機(jī)和壓濾機(jī)組成的系統(tǒng)對(duì)廢水和泥料進(jìn)行處理，避免了像以前含泥廢水直接排入沉淀池而引起的占地面積大及沉淀池難以清理的缺點(diǎn)。
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工藝流程及設(shè)備參數(shù)
1）工藝流程圖
2）主要設(shè)備參數(shù)表
3）主要工藝流程
A 原料破碎及預(yù)篩分
礦山原料經(jīng)旋回式破碎機(jī)進(jìn)行粗破后進(jìn)入中間料堆棚儲(chǔ)存，然后輸送至石灰石預(yù)篩分車間，預(yù)篩分后>31.5mm的物料喂入標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)進(jìn)行中碎；4.75——31.5mm的物料與中碎后的物料一起送至砂石骨料篩洗車間進(jìn)行一級(jí)篩洗；當(dāng)原料中含土量較少時(shí)，預(yù)篩分后<4.75mm的物料也送至篩洗車間進(jìn)行篩洗，當(dāng)原料中含土量較多時(shí)，<4.75mm的物料輸送至含土廢料堆棚儲(chǔ)存，然后用于礦山開采后的復(fù)墾墊層。
旋回式破碎機(jī)、預(yù)篩分振動(dòng)篩、圓錐式破碎機(jī)及物料轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)均設(shè)有高效袋收塵器進(jìn)行除塵。
B 砂石骨料篩洗
骨料篩洗由三級(jí)濕法篩洗組成。 各級(jí)濕法篩洗由每個(gè)篩面上安裝的高壓噴淋設(shè)備和篩網(wǎng)上物料振動(dòng)翻滾來完成。
來自預(yù)篩分和中細(xì)破車間的物料通過一級(jí)篩洗振動(dòng)篩篩洗后大于31.5mm的物料返回中細(xì)碎車間重新循環(huán)破碎；<4.75mm的物料隨洗石廢水一起送入水洗砂車間的雙螺旋洗砂機(jī)進(jìn)行洗砂；4.75——31.5mm的骨料輸送至二三級(jí)成品振動(dòng)篩進(jìn)一步篩洗。經(jīng)過二三級(jí)篩洗后的15——31.5mm和4.75——15mm骨料送至各自的成品堆場(chǎng)。篩下的<4.75mm的含泥細(xì)粉隨洗石廢水也一起送入水洗砂車間的雙螺旋洗砂機(jī)進(jìn)行洗砂。
C 水洗砂及廢水泥料處理系統(tǒng)
<4.75mm的物料隨洗石廢水一起經(jīng)雙螺旋洗砂機(jī)進(jìn)行水砂分離，分離后的污水進(jìn)入旋流器組進(jìn)行再次分離，分離后的機(jī)制砂產(chǎn)品輸送至0.075——4.75mm堆場(chǎng)。再次分離后的污水進(jìn)入濃縮池經(jīng)濃縮機(jī)濃縮，在濃縮過程中進(jìn)行加藥處理；濃縮后上層清水溢流入清水池，然后通過清水泵循環(huán)使用于生產(chǎn)線；下層泥漿通過中間緩沖池經(jīng)渣漿泵送至壓濾機(jī)車間進(jìn)行壓濾。壓濾后的泥餅廢料單獨(dú)儲(chǔ)存于泥餅堆棚，然后用于礦山開采后復(fù)墾；壓濾后的清水流入清水池然后循環(huán)用于生產(chǎn)線。
D 產(chǎn)品儲(chǔ)存及發(fā)運(yùn)
水洗后的產(chǎn)品均采用露天儲(chǔ)存。每種產(chǎn)品料堆下設(shè)置電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)和皮帶秤，然后輸送至碼頭裝船機(jī)發(fā)運(yùn)；每個(gè)料堆下至少設(shè)置兩個(gè)皮帶秤以便控制砂石骨料外銷時(shí)的合理級(jí)配。
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設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
1）設(shè)置中間料堆棚
中間料堆棚的作用可均衡骨料生產(chǎn)線整體的系統(tǒng)能力。粗破工段檢修時(shí)，則下游的骨料制成工段不會(huì)因此停產(chǎn)；當(dāng)?shù)V山
開采只能白班生產(chǎn)時(shí)，下游的骨料制成工段仍可兩班生產(chǎn)以靈活滿足市場(chǎng)需求，而且下游的骨料制成工段設(shè)備臺(tái)數(shù)可減少，通過生產(chǎn)班制調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)能，大大減少了投資，也便于充分發(fā)揮系統(tǒng)各設(shè)備的優(yōu)勢(shì)。
2）充分利用地形高差
任何生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)如果能將建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)成本降為最低將會(huì)是非常優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。因地制宜，充分利用地形高差進(jìn)行工藝布局，不僅可以減少土建投資和設(shè)備投資，而且可以降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。
3）中細(xì)破前設(shè)計(jì)預(yù)篩分
南方礦石原料中含土料多為粘土，一般很難通過篩分將土剔除干凈。設(shè)計(jì)預(yù)篩分，不僅可以在原料含土量較高時(shí)通過篩分將<5mm的含土廢料篩出以便用于礦山復(fù)墾墊層，而且可以使經(jīng)過粗破后<31.5mm的骨料不再經(jīng)過中細(xì)破，進(jìn)而提高系統(tǒng)產(chǎn)量和減小粉狀料的產(chǎn)生。
4）成品篩采用單層振動(dòng)篩噴淋水洗
半干法生產(chǎn)線一級(jí)振動(dòng)篩噴淋的目的是除去部分泥土和使不易洗清的物料盡早濕水，以便含泥料提前泡軟；二三級(jí)成品振動(dòng)篩設(shè)計(jì)成單層且加噴淋水洗的目的是使每種物料產(chǎn)品都有和清水直接接觸的機(jī)會(huì)進(jìn)而提高骨料產(chǎn)品的潔凈度。
5）砂石水洗系統(tǒng)
<4.75mm的含泥廢水因泥砂量較大、粒度較大，不宜采用渣漿泵輸送，只能通過水槽自流至洗砂機(jī)。在此環(huán)節(jié)應(yīng)充分考慮廢水流動(dòng)的距離和水槽角度，且盡可能將洗砂機(jī)車間布置在比振動(dòng)篩車間所在標(biāo)高低的臺(tái)段上，水槽做成U型槽以便減少摩擦；另外，洗砂機(jī)出料和旋流器組出料處均應(yīng)設(shè)置濾水篩以避免進(jìn)入成品堆場(chǎng)的<4.75mm物料含水量過大而影響產(chǎn)品銷售。
6）廢水泥料處理系統(tǒng)
洗砂后的含泥粉廢水在進(jìn)濃縮池過程中，加藥點(diǎn)的位置要合理、加藥量要合適，以提高濃縮機(jī)系統(tǒng)的效果；泥漿進(jìn)入壓濾機(jī)前應(yīng)該設(shè)置緩沖攪拌池，滿足濃縮機(jī)后渣漿泵連續(xù)工作和壓濾機(jī)按次間歇式工作的要求。壓濾機(jī)能力的選擇要充分考慮每次工作需要的時(shí)間和泥餅含水量要求。
7）產(chǎn)品儲(chǔ)存及發(fā)運(yùn)
此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是每個(gè)料堆下除設(shè)置合適的出料設(shè)備外至少應(yīng)設(shè)置一到兩臺(tái)計(jì)量秤以便調(diào)節(jié)砂石的合理級(jí)配，滿足客戶對(duì)不同級(jí)配砂石骨料的需求。
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環(huán)境保護(hù)
1）主要污染源和污染物
砂石骨料生產(chǎn)線對(duì)環(huán)境的污染主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、噪聲和廢水。
2）環(huán)境保護(hù)措施
A 防塵及收塵措施
設(shè)計(jì)中一般采取以防為主、防治結(jié)合的方針，在中細(xì)碎以前的各工藝環(huán)節(jié)上盡量減少揚(yáng)塵點(diǎn)，使用密閉性能好的輸送和給料設(shè)備。在設(shè)備連接的料管設(shè)計(jì)時(shí)注意料管形狀、角度等，并盡量降低落差。在所有有組織粉塵排放點(diǎn)均采用收塵效率高、技術(shù)可靠的高效收塵器。保證粉塵排放濃度低于20mg/Nm3，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
中間料及含土廢料儲(chǔ)存采用封閉堆棚及噴霧除塵以減少粉塵對(duì)周圍環(huán)境的影響。
B 噪聲控制
對(duì)噪聲的控制從設(shè)備選型上盡量選擇噪聲低的設(shè)備，并將噪聲源設(shè)備布置于封閉廠房?jī)?nèi)，同時(shí)采取車間外綠化遮擋噪聲傳播。
C 廢水處理及泥料排放
廢水主要為生活廢水和洗砂廢水。生活污水經(jīng)化糞池進(jìn)行預(yù)處理后和其它污水匯入廠區(qū)污水處理站進(jìn)行處理，處理后達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)后，回用于生產(chǎn)線用水。
篩洗產(chǎn)生的廢水經(jīng)砂石水洗及廢水泥料處理系統(tǒng)處理后作為生產(chǎn)用水循環(huán)使用；污泥處理后的泥餅和預(yù)篩分產(chǎn)生的廢土用于礦山復(fù)墾墊層，達(dá)到廢水泥料的零排放。
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結(jié)語
目前，華新骨料陽新二期砂石骨料生產(chǎn)線運(yùn)行正常，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本文主要是圍繞該生產(chǎn)線的典型流程介紹半干法砂石骨料生產(chǎn)線，事實(shí)上半干法砂石骨料生產(chǎn)工藝及設(shè)備配置形式多樣，具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)因地制宜，并且結(jié)合建設(shè)單位具體情況量體裁衣，才是最完美的設(shè)計(jì)。
來源：河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司
編后語
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