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人工制砂的新突破——干法制砂生产线

  • 近年来,随着国内各种建设事业的迅猛发展,河道采砂已经不能满足人们发展建设所需用砂量,建筑用砂量急剧上升,但是天然砂的采集量受到大自然河流冲刷制砂的限制,河道采砂的增长对于河流的正常流动以及河道的安全造成了一定的安全隐患。为了河道的安全,全国各地已经发出了禁采令,规定在某些时间可以采砂,并且采砂的量受到了限制。建筑的发展致使需要用砂量的急剧上涨,从而砂价也开始连年上涨,但是天然砂的匮乏致使我们必须找出好的方法去解决用砂石供应不足与建筑生产之间的矛盾。对于市场的需求,以及供求之间的矛盾,人工砂出现了。
  • 人工砂也叫机制砂,就是把山石和从河道挖取的河卵石通过冲击式破碎机(又称制砂机)的处理成为适合建筑使用的砂子。九十年代,浙江省已大规模使用机制砂,并制订了相关地方标准,之后云南、北京也出台了机制砂相关标准和使用规程。相继,京、渝、湘等地都有了机制砂生产线。可以说,作为混凝土、砂浆等基本材料的建筑用砂,机制砂应用成功已是不争的事实,大量工程实践(包括举世瞩目的三峡水利工程)已充分证明,使用机制砂的可能性及必要性。
  • 干法生产线出现的必然

  • 人工砂顾名思义就是利用机械设备人工制砂,通过石料在制砂机里面石打石,石打铁这样一个过程使石料变成砂子。人工砂的颗粒表面粗糙,多棱角,骨料与水泥、骨料之间的结合好,机械咬合力高,所以用人工砂的混凝土要比用天然砂的混凝土强度高。但是在对石料加工过程中,由于激烈的碰撞以及石料本身有一定的含土量,所以会使人工砂里面含有一定量的石粉和泥粉。泥粉的存在将严重影响砂的级配。而石粉的存在却可以弥补人工砂在混凝土中造成的间隙大,需水量大,流动性差等缺点。为了解决人工砂含粉量这一问题,人们学着河流制砂的原理,制造出了洗砂机,通过洗砂机的洗选除掉砂子里面的泥粉,从而让人工砂达到建筑用砂的标准,这一方法我们称之为湿法生产线。
  • 所以人工砂出现后其主要都是集中在有河流或者水资源丰富的地方,通过洗砂机的清洗把人工砂里面的粉末洗掉,这样一来,机制砂生产线周围必须有丰富的水资源,要不制造出来的砂子达不到建筑用砂标准,依旧是废料一堆。
  • 近些年来,人们研究发现,人工砂里面的石粉在砂子里面合理的按照一定的比例存在可以提高混凝土的强度和混凝土的和易性。并且工程地质学家陈家珑先生在《合理利用人工砂中的石粉》一文中也明确提出石粉在人工砂中的重要性。但是在湿法制砂生产线中利用洗砂机清洗砂中的泥粉同时也把砂中的石粉清洗掉了。湿法生产线在进行洗选的时候不仅会洗走75微米以下的颗粒,同时还洗走了包括150微米、300微米、甚至是600微米的颗粒。这样一来人工砂的优点也就被湿法生产线所遮盖住了。并且这种传统的湿法制砂的方式方法也受到水资源的影响,在水资源匮乏的地区,以及冬天寒冷的北方,人工砂依旧是无法普及和实施,建筑用砂的供求矛盾依然存在。同时,那些水资源丰富的地区由于采用湿法制砂方式,对于水资源的危害也是比较严重。一方面浪费水,也对水资源造成一定的污染,另外对于人工砂中石粉的冲洗也是对矿产资源的一种浪费,并且石粉冲洗掉之后也就破坏了人工砂的合理级配,不利于混凝土的和易。所以在这多重矛盾的情况下,就必须有一种全新的人工制砂的方式出现,解决市场的需求,解决环境的压力。
  • 8455是主要生产各种破碎机和磨粉机的企业,公司通过对人工制砂机和磨粉机系列产品的多年研究,以及对人工砂的研究和各个砂场的分析及考察发现,人工砂也是可以不依赖水源就可以去除掉砂中的泥粉,并且留住砂中的石粉,从而生产出更加优质的人工砂。而这种人工制砂生产方式与传统的人工制砂方式最大的区别在于一个必须有水,一个不需要用水,所以我们把这种方式叫做——干法制砂生产线,此方法已经在浙江一带开始推广,并且通过客户的使用得到了市场的认可。
  • 干法制砂生产线的生产流程

  • 以8455为浙江杭州市嘉浦镇某混凝土搅拌站设计的处理原料规格为550mm以下的石灰石,每小时制砂240t的砂石混合生产线为例,干法制砂生产线所需要的设备如下表:
  • 石灰石120t/h产量的主要设备配置表:
    序号 产品名称 产品型号 数量(台) 电机(KW)
    1 振动喂料机 ZSW-380*96 1 11
    2 颚式破碎机 PE-600*900 1 75
    3 圆锥式破碎机 JYZ-1200 1 110
    4 冲击式破碎机(制砂机) PCL-1250 2 132*4
    5 振动筛 3YK-2460 1 30
    6 颚式破碎机 PE-250*750 2 22*2
    7 振动筛 3YK-1548 1 15
    8 中转料仓 - - -
    9 选粉机 JYX-700 1 55+18.5
  • 生产流程

  • 石灰石先通过ZSW-380*96喂料机进入PE-600*900颚式破碎机里面,在经过喂料机的时候经过喂料机的振动筛选可以把石灰石里面的杂质以及所黏附在上面的一部分泥土清理掉,然后进入颚式破碎机进行粗破,经过粗破之后的原料进入到JYZ-1200圆锥式破碎机进行再次破碎,一般情况下经过JYZ-1200圆锥破的石灰石将被大部分破碎到5公分以下,之后进入到3YK-1548振动筛里面进行筛选,这个时候可以得到一部分的建筑骨料,也就是建筑用石子。不符合做为石子的原料可以进入PCL-1250冲击式破碎机整形制砂,冲击式破碎机的进料粒度应控制在5公分以下为益。通过PCL-1250冲击式破碎机破碎后的物料经过3YK-2460筛选就可以选出人工砂。这个时候的人工砂还达不到建筑用料的需求,因为里面含有一定量的泥粉,泥粉的存在将严重影响砂子的质量。在以往的习惯中我们将会采用洗砂机进行洗选,将里面的泥粉通过水来处理掉,但是这样将浪费掉大量的水,并且造成一定的水污染,砂里面的石粉也将被冲走,而不能合理利用。现在我们把洗砂机换成JYX700型选粉机,这样一来,我们可以不必用水清洗就可以除去砂子中的泥粉,选出干净的适合建筑使用的砂子。
  • 根据以上主机设备配置所做的生产线,在浙江杭州市嘉浦镇的这个生产线实际每小时可以生产120t的符合建筑用砂和120t的建筑用石料,砂石总计可以达到240t/h。而在一些仅仅需要制砂而不需要建筑用石料的生产线上,我们完全可以采取利用颚破破碎,然后进入冲击破制砂,最后筛分之后利用选粉机除泥粉这样一条简单的生产线。
  • 干法生产线的重点

  • 干法生产线要解决的问题有以下几个方面:
    1. 减少湿法生产线中水的消耗,达到环保的目的。
    2. 去除掉砂中泥粉的含量,达到建筑用砂的标准。
    3. 在去除掉泥粉的同时留下适量的石粉,以增强人工砂在混凝土中的优点。
  • 从国家制定的GB/T 14684-2001《建筑用砂标准》中第5.1颗粒级配一项中(见下表)我们可以看出,砂中150微米的石粉可以达到10~25%左右,这一标准中如此要求可见也是为了使砂子在混凝土中能更好的发挥作用,增强混凝土的强度。
  • 颗粒级配表
    累计筛余,%级配区
    方筛孔
    1 2 3
    9.50mm 0 0 0
    4.75mm 10~0 10~0 10~0
    2.36mm 35~5 25~0 15~0
    1.18mm 65~35 50~10 25~0
    600µm 85~71 70~41 40~16
    300µm 95~80 92~70 85~55
    150µm 100~90 100~90 100~90
    1)砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比,除4.75mm和600µm筛档外,可以略有超出,但超出总量应小于5%。
    2)1区人工砂中150µm筛孔的累计筛余可以放宽到100~85,2区人工砂中150µm筛孔的累计筛余可以放宽到100~80,3区人工砂中150µm的累计筛余可以放宽到100~75。
  • 我们从工程地址学家陈家珑先生做的激光测定其粒度分布试验来看,同是小于75微米的颗粒,泥粉的颗粒主要集中分布在16微米以下,平均粒径为8.4微米;石粉的颗粒主要分布在16微米以上,平均粒径在36.9以上。泥粉和石粉的颗粒大小不同,比重不同,所以我们只要想出办法选人工砂中颗粒最小的泥粉就好。8455通过对磨粉机多年的研究,研制出适合从砂中选粉的选粉机,通过干法制砂生产线生产出来的人工砂,在经过选粉机之后,可以设定选出16微米、30微米、48微米、75微米以下等几个不同规格的粉末,这样一来,仅选出16微米以下的粉末就可以把至少90%以上的泥粉去除掉,从而让人工砂中的含泥量达到小于1%的国家标准。因为选粉机可以控制选出粉末的大小,所以人工砂中的石粉含量也可以通过选粉机进行控制,从而提高混凝土的抗压强度和混凝土的和易性。
  • 这样一来,干粉制砂生产线所需要解决的问题也就一一解决了。首先干法不需要用水就可以去除掉人工砂中的泥粉,也就解决了问题1和问题2;其次,选粉机可以控制选出粉末的颗粒,可以达到从某一粒度大小之下全部选取,所以也就可以使人工砂中含有适量的石粉,以增强人工砂的级配。
  • 干法生产线的优点

  • 干法制砂生产线顾名思义就是说在人工制砂的时候不需要用水把人工砂里面的泥粉去除掉,而是通过使用选粉机的方式把砂里面的泥粉去除,降低人工砂里面的泥粉含量,从而得到较好的砂子,保证砂子的质量及品位。
  • 干法制砂生产线相比传统的湿法生产线相比有以下几个优点:
    1. 摆脱了环境的限制。干法制砂生产线不受水源和环境的限制,在水资源匮乏的地方也可以进行人工制砂,而传统的湿法生产线必须在水资源丰富的地方进行机制砂,并且在北方的冬季一般是无法进行生产,要不然生产出来的砂子没有足够的水源清洗,砂子里面含泥粉和石粉量太多,将严重影响砂子的级配。
    2. 降低了生产成本。传统的湿法生产线在生产砂子的同时需要有偶大量的水进行洗砂,在一定程度上让使用者增加了水资源方面的投入量,而干法生产线则不需要水方面的投资,在一定程度上降低了资金的投入。
    3. 更加利于环保。湿法生产线在生产过程中需要大量的水对砂子进行清洗,从一定角度来讲对于水资源是一种浪费,并且对于在生产过程中产生的石粉的冲洗也是对矿产资源的一种浪费。而干法生产线则不需要用水进行清洗,并且对生产过程中产生的石粉能够合理利用,从而在某种程度上节约了水资源和矿产资源,比湿法生产线更加环保。
    4. 让人工砂的级配更好。通过选粉机之后人工砂里面的泥粉可以去除掉,以达到建筑用砂的标准,且人工砂中的石粉含量也可以通过选粉机控制在国家规定范围内,从而提高混凝土的抗压强度和混凝土的和易性。

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