谢宪中：创新骨料线设计 推进供给侧改革

当前越来越多水泥企业进入砂石骨料行业，相关企业表示水泥企业生产砂石骨料具有先天的优势，很少提及可能存在的问题，那么水泥企业生产砂石骨料中普遍存在哪些问题？怎样利用水泥企业的废石生产出高端优质骨料？日前，相关人员采访了国家首批注册采矿师、资深矿业工程专家、 天津水泥工业设计研究院 谢宪中教授级高工。

矿业工程专家、天津水泥工业设计研究院 谢宪中 教授在现场调研

对于水泥企业生产砂石骨料中普遍存在哪些问题，谢宪中表示：水泥企业生产砂石骨料具有资金、资源、矿权、管理、降本、利废的优势，但也存在一些局限性的。

对于水泥企业的砂石骨料的局限性，谢宪中教授从两个方面进行谈及！

1、水泥企业的砂石骨料生产线的布局受到石灰岩分布的制约

我国虽然是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一，除上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。据初步统计，全国石灰岩分布面积达45万Km2左右，约占国土陆地面积的1/20，其中能供做水泥原料的石灰岩资源量约占总资源量的25%～33%：全国已发现水泥石灰岩矿点近8000处，其中已探明资源量的有1286处，其中大型矿床257处、中型481处、小型486处（资源量大于8000万吨为大型、4000～8000万吨为中型、小于4000万吨为小型)，共计保有矿石资源量542亿吨，其中石灰岩资源量约504亿吨，占93%；大理岩资源量38亿吨左右，占7%。为了满足环境保护、生态平衡，防止水土流失，保护风景名胜等方面的需要，特别是随着我国小城镇建设规划的不断完善和落实，可供水泥及骨料生产的石灰岩的开采量还将逐步减少。

但是，上述资源的分布却很不均匀：上海市、香港、澳门等地无保有石灰岩资源量分布，即使在同一省份，也是分布很不均的。中国的碳酸钙四大生产基地是：陕西省保有资源量49亿吨，为全国之冠；其余依次为安徽省、广西自治区、四川省及重庆市，各保有资源量34～30亿吨；山东省、河北省、河南省、广东省、辽宁省、湖南省、湖北省，各保有资源量30～20亿吨；黑龙江省、浙江省、江苏省、贵州省、江西省、云南省、福建省、山西省、新疆自治区、吉林省、内蒙古自治区、青海省、甘肃省，各保有资源量20～10亿吨；北京市、宁夏自治区、海南省、西藏自治区、天津市，各保有资源量5～2亿吨。

总结：由于砂石骨料生产线宜靠近原料基地而建，因此，在上海等等东部市场发达的国际化大都市，却无砂石骨料生产线设计建设的先天条件，这样一来，出现了 “有市场的地方无资源”，“有资源的地方少市场”。

2、少数水泥企业用于制作砂石骨料的夹石的抗压强度有一些局限性

譬如少数水泥企业用于制作砂石骨料的夹石的抗压强度不太高，大约为50-101MPa，这在生产高端优质骨料时，受到一些制约（可通过创新骨料线的工艺设计，整形骨料粒形、优化颗粒级配等，来弥补这一先天的缺陷）。

针对砂石骨料产能过剩现象，谢宪中教授是如何看待的呢？

谢宪中表示：

李克强总理在《政府工作报告》指出：2017年要完成铁路建设投资8000亿元、公路水运投资1.8万亿元，再开工15项重大水利工程，继续加强轨道交通、民用航空、电信基础设施等重大项目建设，这对砂石骨料生产线新建上马是重大利好。

尤其值得一提的是，随着当前国内固定资产投资的剧增，特别是铁路、公路、水运港口、重大水利工程、轨道交通、民用航空、电信基础设施投资的加大，可能刺激有关联的砂石骨料生产线上马速度越来越快，产能也愈来愈大，未来将会出现局部产能过剩的现象，因此，合理规划布局骨料工厂，创新设计高端优质骨料，则显得尤为重要。

创新设计高端优质骨料，应该从那些方面着手呢？

谢宪中教授认为

1、设计应选好原材料

不同岩性，即使设备和加工工艺完全一样，骨料的质量是不同的，以针片状为例，灰岩和花岗岩相比，两者加工后的骨料成品针片状含量相差可在7%以上。即使同为花岗岩，两个不同地方的岩性也有差异，针片状含量相差也可能会达到10%以上。当岩性已经选定，是否能够获得理想的高端优质骨料，就取决于加工工艺流程的选择了。

2、创新设计加工工艺流程

骨料产品一般可分为25-15mm、15-10mm、10-5mm、5-0mm（可根据市场需求调整），其中希望25-10mm的料比例越高越好，5-0mm中小于0.075mm的石粉含量越少越好。如果需要25-10mm骨料比例最多，使用圆锥破的加工工艺流程无疑是最好的选择，因为圆锥破靠挤压破碎，避免了过粉碎；但一种担心是圆锥破的产品粒形是否会差，实际情况是，圆锥破的粒形是可以控制的非常好的，对某些岩石，甚至圆锥破的粒形比反击破的粒形略好一些，但是，做到这一点的前提条件是圆锥破具有挤满腔承压破碎功能，同时设计运用中细碎的工艺流程。

一些骨料生产企业采用的初级锤破+反破两段破碎工艺，有人认为是最佳的破碎工艺，但这是对骨料的级配以及成品率没有做详细分析前得出的结论。事实上，为了得到最佳的骨料级配，25-10mm骨料的占比最大化，石粉最小化，多段破碎是必须的选择。多段工艺的选择虽然有优势，但其不足也是存在的，因为采取多段破碎筛分作业，辅助设备，如胶带输送机，除尘设施，占地面积等都是其不利因素，但如果结合地形，精心创新设计就能把这些不利因素降到最低。

一般情况，设备和加工工艺是紧密结合，应整体考虑。由于多段破碎对骨料级配有利，故一般推荐采用三段破碎，即初碎+中碎+细碎

加工工艺图

3、合理设计比选加工设备类型

根据原材料的岩性，为确保生产具有良好的粒形和颗粒级配的高端优质骨料，应合理比选加工设备类型。

初碎设备选择：初碎的主要目的是将大块石料（1000mm）破碎至便于胶带机等输送设备可运输的粒度（小于300mm），可根据具体情况，选择颚破、反击破、旋回破、锤破；颚破、反击破一般最大处理能力控制在1000吨/小时；锤破最大处理能力控制在2000吨/小时以内；旋回破的处理能力为1500吨/小时-5000吨/小时；从能耗或运行成本来看，旋回、颚破、反破、锤破依次增加，但是设备投资正好相反。

中碎设备选择：中碎是将初碎产品由300mm破碎至80mm以下，以便于为下道工序进行成品加工，中碎选择圆锥、反破，尤其值得一提的是，中碎并不希望将300mm料一次直接加工成成品，因为不利于成品骨料的级配和25-10mm粒级比例的最大化。反破一般用于石灰石等中等偏软岩石，圆锥式破碎机却可以软硬岩石兼顾。

细碎和整形设备选择：圆锥、反破、立轴是可以选择的，反破生产的产品粒形一般较好，但只适应于中等硬度低磨蚀性的岩石。

4、遴选性价比高的设备制造商

同样种类、同样产能的设备，如圆锥式破碎机、反击式破碎机，不同厂家的设备性能差异很大，就粒形而言，国产CC系列圆锥破，通过吸收国外技术，性能已经达到进口破碎机的性能，能实现满腔承压破碎，产品粒形方正、粒形针片状少，能耗低；同样对于反击破碎机，国产HS系列反击破采用的是重型反击板和香蕉形板锤，破碎后的成品骨料的级配稳定，模数对级配的影响较小，创新解决了板锤的磨损随时都可能改变成品骨料级配的难题。