小型天然砂石加工系统的工艺调整分析

摘要：本文对中小型天然砂石系统的工艺设计，运行管理分析，来讨论天然料工艺生产的注意事项及工艺优劣等方面，可供同行参考，以便于管理中小型砂石系统。

关键词：中小型砂石系统;工艺分析

中图分类号：P619文献标识码： A

中小型天然砂石加工系统的工艺应结合料源情况及需求级配，满足产量、质量要求。本文依托林芝地区尼洋河多布水电站砂石加工系统的设计、运行管理情况，进行分析讨论。以分析小型砂石加工系统的工艺设计。

1、系统简介

多布水电站砂石加工系统布置在左岸上游库区高台地下部的回填场地，回填高程为3064m左右，两侧分别紧邻318国道和10＃去上游垫渣道路。

系统满足41.84万m3混凝土量所需的92万t粗细骨料，满足坝体填筑料24万t。砂石按照混凝土高峰时段月浇筑强度3.30万m3进行设计，系统设计毛料处理能力250t/h，成品料208t/h，成品砂65t/h。料源选用位于多布村上游的尼洋河左岸漫滩上的多布村天然砂砾料。

2、料源概况

混凝土粗骨料中粒径80～40mm砾级砾石含量较高。砾石表观密度2.66～2.68 g/cm3，均值2.67 g/cm3，混合堆积密度1.79～1.87 g/cm3，均值1.83 g/cm3，孔隙率30.0%～32.7%，均值31.5%，吸水率0.3%～0.6%，均值0.4%，冻融损失率0.02%～0.20%，均值0.1%，针片状颗粒含量1.2%～1.9%，均值1.5%，含泥量为0.1%～0.3%，均值0.1%，软弱颗粒含量0.1～1.0%，均值0.3%，有机质含量浅于标准色，粒度模数7.44～7.94。以上试验指标均满足《混凝土粗骨料质量指标》的要求。

试验成果表明，砂料表观密度平均为2.71g/cm3，堆积密度1.43～1.53 g/cm3，平均粒径0.28～0.35 mm，细度模数1.20～2.22，孔隙率43.54%～49.40%，平均47.08%，含泥量为2.5%～16.6%，平均5.6%，云母含量均值0.04%，硫酸盐及硫化物含量0.10%～0.13%，平均0.11%，有机质含量浅于标准色，含泥量为0。以上试验指标中，除孔隙率偏高、堆积密度和细度模数(偏小)、含泥量等试验值超标外，其余指标均满足《混凝土细骨料质量指标》要求，建议开采过程中作适当处理。上述可见，多布村砂砾石料场储量丰富，质量基本满足技术要求，开采、运输方便。

表1成品骨料需求级配与毛料级配比较

3、设计工艺

（1）系统工艺设计

生产骨料工艺：天然料场毛料开采后采用20t自卸汽车运输至砂石加工系统的倒车平台，汽车倒料进入篦子筛分受料车间，篦除>250mm的超径石，篦条下受料坑振动给料机通过胶带机将骨料输送到预筛分车间分级，全部＞80mm毛料通过溜槽进入粗碎车间调节料仓，粗碎颚式破碎机破碎后的骨料到中碎调节料堆，中碎调节料堆的骨料经胶带机输送到中碎车间破碎，破碎后的骨料经胶带机输送到第一筛分车间分级，大于80m的骨料经胶带机返回中碎车间破碎，大部分中小石经胶带机输送到制砂调节料堆去制砂、部分中、小石到成品料场；制砂车间后的骨料进入第一筛分车间分级。预筛分车间的全部小于80mm的骨料经胶带机输送到第二筛分车间分级，此车间生产80～40mm、40～20mm、20～5mm及＜5mm骨料，该四种骨料经胶带机到成品料场堆存。满足成品料需求后的全部80～40mm骨料经胶带机输送到中碎车间破碎，全部40～20mm及20～5mm骨料经胶带机输送到制砂车间冲击破碎制砂；制砂车间可出小石和砂，多余的中、小石再返回制砂车间循环制砂。预筛分为干式筛分，第一、第二筛分为湿法筛分。

砂石系统毛料处理能力为252t/h，粗碎车间安装1台PEV500×750颚式破碎机、中碎车间安装1台PYY300A圆锥破碎机、预筛分车间安装1台3YKR1860H重型圆振动筛、第一筛分车间安装1台3YKR1860圆振动筛、第二筛分车间安装1台3YKR1860圆振动筛，立轴制砂车间安装1台PCL320制砂机。

图1初步工艺流程图

优点：系统工艺简短，以“天然筛分为主，人工破碎为辅”，天然料、人工料分双线生产，依据天然料需求情况，可结合生产，也可独立生产。各级骨料可灵活调节，满足产量、质量要求。

人工生产线以破碎人工骨料为主，多余的人工骨料进入下段车间进行破碎，保证了补充骨料的整形和破碎效果。中碎进料为粗碎破碎料，制砂进料为中碎破碎料。

缺点：

① 中碎为细碎型腔型，最大进料200mm，排料口25mm，骨料破碎比大，中石、小石粒形较差，小石针片状超标，基本达到18~21%。大部分小石需返回立轴破整形制砂；

② 制砂车间进料为一筛多余的人工中小石料，为筛分冲洗料，制砂车间处理能力较大，返回料为湿料，制砂机负荷率为30~40%，设备利用率较低。

（2）运行中存在的问题

① 篦条间距250mm时，筛下料有细条状的长条石，对预筛分筛网冲击、磨损较大，胶带机运输中易掉落，经粗碎调节料仓时，易卡堵。

② 中石、小石返回立轴破整形后，成品小石出料胶带机检测针片状合格，应机头落料，存在成品料堆小石骨料落料过程分离的现象，料堆外骨料颗粒为粗颗粒，中心为细颗粒、片状物等。

（3）调整工艺参数后的运行情况

① 调整篦子筛分轨道间距为200mm，修改振动给料机的溜槽出料形式，减少超径石的运输掉料和堵塞。

② 依照成品骨料需求缺少量，控制中小石的返回量，中石返回70%，小石返回50%，在小石出料胶带机机头安装料斗和导料筒，使小石落料均匀，针片状问题解决。

③ 用电量统计：（每月产量统计时段和电量统计时段不一致）

月份 2012年7月 2012年8月 2012年9月 2012年10月 2012年11月 2012年12月 合计

生产量 49000.00 16100.00 24100.00 28600.00 29600.00 8200.00 155600

电量 110110.0 69770.0 60665.0 79295.0 90760.0 34280.00 444880

平均每t骨料耗电量为2.86度（用电量与生产量少和毛料级配有很大的关联）。

4、调整设计工艺

为彻底减少胶带机运输超径物料的掉落、卡堵，将粗碎颚式破碎机安装在预筛分之前，超径石先破碎后运输至调节料堆。为发挥立轴破的设备利用率和彻底解决小石针片状问题，第一筛分车间不出成品中小石，将中小石混合料进入立轴制砂车间整形，立轴制砂出料胶带机移动向第二筛分车间供料，第二筛分车间出所有成品料。

图2调整后工艺流程图

（1）工艺调整的优点

① 先破碎超径石，减少了胶带机运输超径石的磨损及超径石运输过程中的掉落。

② 一筛为干筛，进制砂车间为中小石混合的干料，保证破碎效果，经立轴破的人工中小石骨料粒形较好。

③ 破碎设备利用率增大，人工料产量增加，提高系统的处理能力和产量。

（2）运行中存在的问题

① 粗碎布置在预筛分前，设备长期处于开机运行状态，超径石少时负荷低，料多时处理能力不足，无发挥调节料仓作用。

② 中碎后的全部中小石混合料进入制砂车间，使小石产量增加，中石产量略微减少，合格的中石又进入立轴破整形一次，成本增加。人工砂的产量增加，成品砂的人工料比例增大，2.5mm以上部分含量增大，细度模数增大至2.8~2.9。

③ 制砂车间的破碎料返回天然料的第二筛分车间进行筛分，造成二筛的处理量较大，设备处于高负荷状态。

④ 成品砂的生产量较设计级配较高，造成产量过剩，级配不均衡。

⑤ 用电量统计：（每月产量统计时段和电量统计时段不一致）

平均每t骨料耗电量为2.47度。

5、工艺建议

本工程为天然料筛分系统，人工料破碎仅为补充部分中石、小石、砂子，应在保证天然料和合格人工料先筛分出成品的前提下，多余料再进行二次破碎，以做到经济运行。

采用方案一，将篦条筛间距调整为200mm，制砂车间增加调节料仓，合理控制人工料和天然料的比例；或第二筛分车间增设一层2.5mm筛网，来控制成品砂的细度模数。

6、结语

砂石加工系统的工艺适应一定的生产工况，与毛料级配、成品骨料需求级配息息相关，当级配变化时应及时进行工艺参数调整，保证供料的均衡。骨料生产以质量达标为指导原则，合格料可直接冲洗出成品，避免多次破碎。

作者简介：

韩朝强（1982-），男，河南偃师人，工程师，水电七局五分局多布砂石项目总工程师，从事水利水电工程砂石拌和工程施工技术管理；

师忠耀（1978-），男，河南舞阳人，工程师，水电七局五分局云南糯扎渡砂石混凝土系统物资部主任，从事水利水电工程砂石拌和工程施工及技术管理。

于群立（1969-），男，四川郫县人，水电七局五分局溪洛渡项目二工区物资部主任，从事水利水电工程砂石拌和系统技术与管理。