破碎技术的发展成就节能环保的半干式制砂工艺

　　上世纪8O年代的代表工艺为粗碎主要是旋回式破碎机、鄂式破碎机开路生产，圆锥式破碎机、反击破碎机中碎闭路生产，棒磨机、细圆锥制砂机细碎闭路生产。1993年白云砂石系统的粗碎开路、中细碎闭路、旋盘破碎机加棒磨机制砂技术，在制砂工序中引入了旋盘破碎的制砂新理念，其优点是产量高、能耗低；1996年砂石系统全部采用进口设备分4段破碎开路生产，制砂采用了旋盘破磨机和棒磨机生产；1998年在制砂上使用了立轴破碎机加棒磨机制砂，补充和完善了全湿式的制砂技术。目前因对制砂工艺技术的认识不一，还有大量的生产企业使用这一传统技术。新世纪后研究出的半干式制砂工艺采用粗碎开路、立轴破碎机完全取代了棒磨机，在工艺技术上作了重大调整，开发出了“3段破碎、过程闭路整形、未级出成品”的高品质核电砂石骨料加工技术，粗碎脱泥、细碎高频筛分与选粉配套的“全自动控制技术”。在污水处理“零排放”的大量工艺及设备实践与研究中，在目前世界上最大的3300t／h的人工砂系统中成功完成了这一课题的研究与实践，推动了人工砂石向高品质与低碳环保技术向前迈出了历史性的一大步。

　　人工砂石生产技术从干式、湿式发展到节能、低碳、环保的半干式制砂工艺技术，半干式制砂技术主要关注产品质量、工艺技术、环保节能控制。
　　(1)根据岩性成分、功指数、磨蚀指数选择各段破碎设备类型。
　　(2)根据各种粒径骨料高峰时段的最大需求之和与生产不均匀系数的积进行平衡计算，确定系统的生产规模。
　　(3)半于式制砂工艺设计除注重骨料破碎加工设备的选择外，当矿石含泥高时，在粗破前宜选择棒条给料机在给料时分级筛分脱泥，粗破后应将小于20mm的骨料用洗石机洗涤干净，2O—80mm的骨料可用0．25—0．3MPa压力的水在筛面冲洗，粗破一筛后5—60mm的骨料宜进入立轴破加工小石和成品砂，粗、中破后的粗骨料需在进入成品仓前经检查筛分冲洗脱粉；采用水力旋流器配高频振动脱水筛回收石粉、负压吸水，粉泥水经沉淀池加速沉淀，离心脱泥设备回收，高速立轴破和旋盘破是制砂的低能耗首选设备；矿石破碎后，当石粉含量过高时可用选粉设备脱粉。
　　(4)低碳环保的制砂工艺技术除必须满足各种骨料的质量指标外，还要控制各种材料及能源消耗，半干式制砂用水量应控制在0．15～0．45m3／t为宜，回收利用率控制在90％以上，用电量不大于5．5kW·h／t。
　　(5)洗石机及粗骨料的冲洗污水经水力旋流器回收后有少量粉砂随污泥水流入竖流沉淀池，实测含泥质量浓度约8％～10％。经4h沉淀后含泥质量浓度约17．5％一43％，平均23．24％，流入一级离心脱泥机脱泥后的固相含水率平均为19．53％。泥经皮带机送至集料斗、经矿渣车运至弃渣场，是很好的复耕黏土。液相含固率为5．3％一13．96％，平为均9．68％，在加入絮凝剂后经离心脱泥机脱泥的固相含水率平均为23．65％，液相含固率0．08％一0．21％，平均为0．165％，在流人斜管沉淀池经2．5h沉淀后液相浊度平均为50—70mg／L，符合国家一级生产用水标准，池底固相含泥质量浓度平均为18％。形成的污水处理流程为竖流沉淀池一级沉淀、离心机二级脱泥、斜管沉淀池沉淀回收清水，水的回收利用达到92．8％，实现了零排放。
　　(6)半于式工艺控制含水率解决各破碎筛分环节的粉尘扬尘污染问题，骨料冲击铁件是主要的噪声源，水电九局的专利技术“降噪梭槽”能将噪声降低到国标范围，设备的噪声在安装隔音罩和隔音控制室后可降低到55dB。
　　(7)半干式制砂技术采用自动化控制、水处理的分级回收实现零排放，适应范围较广。
　　(8)中国水电对人工砂的研究与应用已经过半过多世纪，大量的工程实践证明人工砂优于天然砂，核电、机场、高铁受国标的限制，虽然在施工试验中证明小于0．075的石粉放大到8％一12％时，砂的孔隙率最小、密度最大，混凝土的强度指标也最高，但JGlJ／52006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》规范对人工砂石粉含量的控制，主体工程混凝土还是不能突破应用于工程实践中，这种现象应从国家规范制定上早日得到解决。
　　(9)半干式制砂技术现已应用于水电、机场、核电、公路、桥梁、码头及特种高品质混凝土的多级骨料生产，经近10年不同规模、不同岩性的实践证明是智能节能、低碳环保的制砂技术，宜大力推广使用。

　　砂石生产线半干式制砂工艺可以避免干法、湿法制砂存在的缺陷,一次性投资小,扬长避短,砂的石粉含量、细度模数、含水率均能得到较好的控制,并可以减轻粉尘污染空气, 砂石生产线实现粉砂、废水回收利用,提高砂的产量并减少用水量。