在此大环境下，相关政策从绿色环保、节能降耗、以实现双碳目标的角度，对机制砂生产工艺提出了更高要求，加速淘汰落后产能。本文将在对比现存几种机制砂生产技术的基础上，探讨最新的机制砂生产工艺。

 

　　01、几种典型的机制砂生产工艺

 

　　建设工程用砂石按生产来源分为天然砂和机制砂两类。天然砂包括山砂、河砂、湖砂和海砂；机制砂原料呈多样化，主要有铁矿石、花岗岩、砂岩、河卵石、玄武岩和石英石等硬质岩石，此外，也可利用一些工业固废、尾矿、建筑垃圾等制成机制砂。根据现存机制砂生产工艺特点，可以分为湿法制砂生产工艺、半干法制砂生产工艺、传统干法制砂生产工艺3个大类。

 

　　1.1湿法制砂生产工艺

 

　　湿法制砂工艺的显著特点是在物料筛分及破碎过程中均采用水冲洗，并配合洗石机和洗砂机对粗细骨料进行冲洗作业。典型的湿法制砂工艺流程见图2所示。

 

 

　　其中，颚式破碎机进行粗碎，反击式破碎机或圆锥式破碎机实现中碎，制砂机完成细碎。常见的制砂机种类有锤式制砂机、冲击式制砂机、立轴破制砂机和辊式制砂机等，具体选择则与生产工艺、原材料特性和成品参数相关。

 

　　湿法制砂生产工艺优点是对原石材适应能力强，成品砂品质好，生产过程基本无尘。缺点也明显：需额外增加水处理单元，工艺流程复杂，所以，湿法制砂石粉流失量大，且不宜在水资源匮乏地区应用。

 

　　1.2半干法制砂生产工艺

 

　　半干法制砂工艺一般是指前湿后半干的生产方式，该工艺与湿法相比，实现了“以破代磨”的技术路线。通常在预分筛阶段采用湿法生产并控制含水率，砂石料在入制砂机前的水分过大将大幅降低破碎效率，其排出料含水率须控制在2%~5%，后续工艺不再喷水。经典的半干法生产工艺流程见图3所示。

 

 

　　半干法制砂工艺优点是节水，砂石成品表面杂质少，石粉流失量少，扬尘少，适应含泥量少的原石料，成品水分合适可快速使用。缺点是仍需配置水处理单元，处理不当还是可能造成环境污染；石料进入终碎制砂机前水分控制要准，否则，可能影响制砂效果和后续筛分效率；工艺流程较为复杂。

 

　　1.3传统干法制砂工艺

 

　　干法制砂与湿法制砂工艺流程的主要区别是用水和成品中石粉处理不同。干法制砂生产过程不需要喷淋水，通过选粉机来控制成品中石粉含量；湿法必须用水，最终通过洗砂机清洗来去除成品中的石粉。传统的干法石粉生产工艺流程见图4所示。

 

 

 

　　传统干法制砂工艺的优点是生产过程中不用水，受水资源影响小，工艺流程简单，选粉精度高，占地面积小，投资少。缺点是生产过程中粉尘大，对原石材洁净度有要求，须严格控制原石材中的杂质含量。

 

　　1.4小结

 

　　以上几种机制砂生产工艺从投资费用、自然资源消耗、环境保护、应用市场对产品特性的需求等方面比较，各有优缺点。因此，工程可研阶段中必须要结合相关因素，综合评估后再做选择，同时，工程项目具体实施过程中还需结合各主要设备技术更新作优化调整，以实现经济、环境效益最大化。

 

　　02、新型制砂工艺—立磨机制砂生产工艺系统

 

　　新型制砂工艺与传统制砂工艺的区别，主要体现在精制砂阶段不再采用传统制砂机，而是采用成熟的粉磨设备——立磨，以解决产能需求大于400 t/h时传统制砂机单台设备存在能力瓶颈的问题，根据实际生产数据分析，采用立磨制砂，可以获得更高的粉碎效率，采用单台立磨进行机制砂可以较为容易实现400~1 000 t/h的生产目标。在成品收集工艺上，有振动筛+选粉机、多分离梯级选粉机等不同工艺技术与立磨配合。

 

　　2.1新型制砂工艺流程

 

　　新型制砂工艺流程是在传统干法制砂工艺流程的基础上发展起来的，其前半部分同传统制砂工艺流程大致相同，均为原石材通过振动给料机，筛下的石材经颚式破碎机粗碎，再进入圆锥破碎机或者反击破碎机中碎，其与传统制砂工艺流程不同之处即在精制砂和选粉部分，如图5所示。

 

 

　　2.2立磨机制砂工艺生产系统

 

　　新型制砂工艺的细碎和选粉部分主要采用立磨机制砂工艺生产系统，成品砂的筛选方法包括振动筛+组合式选粉机进行筛选和仅用多分离梯级选粉机进行筛选两种方法。

 

　　2.2.1振动筛+选粉机方法

 

　　振动筛+选粉机的立磨机制砂生产系统中主要包括原料仓、立磨、斗式提升机、一级振动筛、组合式选粉机、二级振动筛、收尘器、风机和烟囱，如图6所示。该方法的立磨机制砂生产系统相较于传统制砂方法生产的成品砂颗粒形貌好，单机台时产量高，需要通过两次振动筛筛选才能获得成品砂，且V型选粉机中由循环风带入选粉室中的物料可能还含有粗砂。

 

 

　　2.2.2振动筛+组合式多分离梯级选粉机方法

 

　　振动筛+组合式多分离梯级选粉机的立磨机制砂生产系统包括原料仓、多级阶梯立磨、斗式提升机、组合式多分离梯级选粉机、振动筛、收尘器、风机和烟囱，其生产系统如图7所示。

 

 

　　振动筛+组合式多分离梯级选粉机的立磨制砂生产系统主要有两个特性：一是立磨为多层粉磨立磨，二是选粉机为含有多级转子的梯级选粉机。

 

　　工作时，振动筛筛下物料从立磨上方落入磨盘，在不同研磨层，分别设置不同的研磨压力，经上级研磨后的混合料，在甩落至下层研磨料床前，经过磨内筛子，将合格粒径的物料收集转至外排通道，不合格粒径的继续滑落至下级粉磨料床继续粉磨，经斗式提升机带入组合式多分离梯级选粉机，粗颗粒将被返回至多级阶梯立磨中再次研磨，而粗砂由V型选粉机出口进入振动筛，由此筛选出2种粒径分布不同的成品，分别为中砂和粗砂，一部分粗砂和较细砂由循环风带入含有多级转子的选粉室，经过多级转子筛选后，又筛选出3种粒径分布不同的成品，分别为细砂、中砂和超细粉，此次筛选的中砂和由振动筛筛选的中砂在粒径分布上有所差别。其中的中、细成品砂经由排料口收集，超细粉通过出风管进入收尘器收集[2]。

 

　　该新型生产工艺作为一种不同粒径分别粉磨，多级分离应用技术研究成果，将能很好地适应市场对机制砂粒度区间的多样化需求，且生产成品灵活可控，具有广阔的前景。

 

　　2.3两种方法制砂对比

 

　　新型制砂工艺流程中的立磨机制砂生产系统，其采用的是料床粉磨原理，物料在两个作相对运动的工作面上，靠运动的工作面对物料摩擦时所施加的剪切力，或者靠物料彼此之间摩擦的剪切作用使物料破碎，可以很好地改善颗粒形貌，成品粒度好[3]。

 

　　振动筛配合选粉机的立磨机制砂生产系统相较于多分离梯级选粉机的立磨机制砂生产系统的工序较为复杂，需要两台或者多台振动筛配合筛选出成品砂，且存在成品砂粒径级配分布相对集中的问题，其粒径分布如图8所示。而后者一次通过工艺流程直接生产并分离出多种不同粒径机制砂和超细粉，且成品粒度分布区间上，各种粒径分布较为均衡，可根据实际需要实时控制调整各级粉磨压力和选粉粒度，提高了整个系统的制砂效率，其粒径分布率如图9所示。

 

 

　　03、结束语

 

　　综上所述，本文所述几种制砂工艺各有特点，想要生产出优质的成品砂，需要因地制宜地选用，发挥出其相应的优点。在水资源丰富的地区且环境允许的情况下，可采用湿法和半干法制砂工艺，获得的成品砂品质好且生产过程中扬尘少；在水资源匮乏的地区或原始石材较为洁净，可采用干法制砂工艺，该工艺节水、流程简单且选粉精度较高，且新型立磨制砂工艺当为优选；当洁净度较差时，也可对其预处理之后再采用新型制砂工艺。所谓适合的才是最优的，在选用制砂工艺前还是需要从原材料的洁净度、生产产量、现场环境、资金等多方面考虑权衡。结合国家相关政策导向，可以预见，立磨机制砂生产工艺系统必然成为今后机制砂工艺技术规模化应用的主要选择。