關鍵詞：砂石料生產線；工藝設計。
近年來，隨著國家與地方政府對公路鐵路等基礎設施建設的不斷增強，高品質砂石骨料和機制砂的需求量也在快速增加。為了適應新時期產業政策的發展，把握“十二五”我國產業轉型的總趨勢，水泥企業轉型進軍砂石骨料生產，無疑是走出困境、打造新的經濟增長點的一個極佳選擇。
水泥企業已擁有的礦山優勢、管理優勢、資金運作優勢、市場占有優勢等先天優勢將得到更好發揮和利用。水泥企業作為大型企業，對其砂石料生產線的投資建設要求必須標準化、規范化、杜絕出現諸如個體投資建設骨料生產線所出現的安全、環保等問題。因而，骨料生產線的工藝設計將成為企業投資建設時首要關注的問題。本文主要從主機設備選型、車間布置、環境保護、機制砂生產、特殊原料處理等幾個方面來向大家介紹砂石料生產線的工藝設計。
1 主機設備選型
本節主要圍繞河南建筑材料研究設計院有限責任公司設計的“天瑞集團鄭州水泥有限公司400t/h兩段一閉路砂石骨料生產線”，來向大家介紹骨料生產線的主機選型。本項目基本情況如下：
（1）四種產品，分別為：0——5mm，5——10mm，10——20mm，20——30mm；
（2）混凝土骨料顆粒級配、針片狀含量、土含量等符合標準---- GB/T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》；
（3）環保排放標準為：≤30mg/ Nm3。
砂石骨料生產線可簡單概括為：破碎、篩分及儲存。為了得到各項指標均符合標準的骨料產品，主機設備選型將成為生產線設計時首要考慮的問題。
當原料的化學成分等基本參數滿足砂石骨料產品要求時，骨料生產線的主機選型則主要取決于原料中的土含量、原料的硬度、磨蝕性指數、粉磨功指數等等。
由于天瑞項目的原料是MgO含量超標的開采水泥用灰巖礦的廢石尾礦，其化學成分滿足生產砂石骨料的要求，原料中土含量較大、原料的硬度及磨蝕性指數中等偏弱，此項目主機選型最終為鄭州鼎盛工程技術有限公司的產品：振動篩分給料機、顎式破碎機、篩土振動篩、反擊式破碎機各一臺、成品振動篩兩臺。詳見下面流程圖。
圖1--鄭州天瑞400t/h砂石骨料生產線工藝流程圖
主機設備選型中需注意以下問題：
（1）給料篩土設備的選擇：
骨料產品對含土量要求都比較高，設計時一般在物料進入粗破前應配置一臺能從源頭除土的給料設備，這樣，振動篩分給料機就成了最佳選擇。
當原料中土含量較少且原料較干燥時，可將振動篩分給料機篩條間尺寸調至適當數值，物料通過給料機后將土篩除即可；當原料中土含量較多（例如天瑞項目原料含土量有時可達30%）或原料較粘時，設計中則需考慮將給料機篩條間尺寸稍調大些，大部分含土（塊）廢料經振動篩分給料機篩分后再經過一臺篩土圓振動篩將土篩干凈，篩土圓振動篩的篩上石料可重新進入二級破碎機破碎 。
（2）破碎設備的選擇：
破碎機根據破碎原理不同可分為兩大類：擠壓式破碎機和沖擊式破碎機。一般擠壓式破碎機（如：旋回破碎機、顎式破碎機、圓錐破碎機）適用于較硬巖石（如花崗巖、玄武巖等）；沖擊式破碎機（如：反擊破碎機、立軸破碎機、錘式破碎機）適用于硬度不高、磨蝕性不強的巖石（如石灰巖等）。
下面介紹國內兩種比較典型的骨料破碎設備配置：第一，針對硬巖，硬度、磨蝕性指數較高，選“顎式破碎機+圓錐式破碎機+整形機（即立軸式破碎機）”，之所以選擇整形機，是因為圓錐式破碎機破碎后的骨料針片狀含量較多，不符合標準---- GB/T 14685-2001；第二，針對石灰巖，硬度、磨蝕性指數適中，選“顎式破碎機+反擊式破碎機”或“反擊式破碎機+反擊式破碎機”。
考慮到天瑞項目的原料主要是剝離的低品位石灰巖，最終破碎機選型為第二種----“顎式破碎機+反擊式破碎機”。當然，當生產線能力較大時，初破又不想多臺設備并聯時，我們也可用旋回式破碎機來代替初破顎式破碎機，但是此種方案投資較大。
一般砂石骨料生產中很少用錘式破碎機。雖然錘式破碎機為一段破碎，工藝簡單，但是由于錘破后大塊骨料成品率低、易過粉碎、粉狀料多、成品骨料會產生微裂紋、抗壓強度降低，影響骨料質量、影響銷售。
（3）成品篩分設備的選擇：
一般砂石骨料行業篩分設備選用圓振動篩。
天瑞項目破碎后共“四種產品”+“一種（>30mm）篩余返料”，共篩出五種料，則至少應選擇一臺四層振動篩。考慮到用單臺四層振動篩篩凈率較低，此項目最終選型為兩臺成品振動篩。因為0——5mm產品不符合建筑用碎石要求，且此項目原料中含土量較大，為提高產品質量，選擇兩臺振動篩也可以對0——5mm產品多一次篩除機會。
2 車間布置
車間布置應注意下面四點：
（1）破碎機前受料斗有效容積的選擇
一般情況下，受料斗設計的有效容積應同時滿足以下兩個條件：不少于破碎機連續運轉12——15min的工作量；不少于3輛運輸車輛的載重量。
根據上述原則，天瑞項目的受料斗有效容積設計為85t，既滿足（12x400/60=80t），又滿足（3x25=75t）。
（2）破碎車間的布置
破碎車間的布置不僅要考慮到物料在破碎過程中的進出料順暢，還要因地制宜，充分利用地形高差，盡量將破碎機布置于車間±0.000平面。這樣，不僅可以減小土建投資，而且對破碎機維修、巡檢及換件等提供了諸多方便。
（3）篩分車間的布置
篩分車間振動篩的布置應在其設備周邊設計巡檢平臺；車間應封閉、振動篩設備本身應密封以避免篩分時產生大量的粉塵外溢。便于含塵氣體的收塵處理。
（4）成品料場布置
響應國家環保政策，成品骨料儲存最好用堆棚或儲庫。堆棚儲存時，為減少鏟車裝車二次揚塵，布置時如果有地形高差可利用的話，盡量在料堆下設計裝車皮帶機。
3 環境保護
（1）環境污染源
砂石骨料生產線對環境的污染主要是生產過程中產生的粉塵、噪聲和污水。
粉塵主要來源于破碎、篩分設備排放點，輸送轉運點，成品骨料堆存卸料點以及外運骨料裝車時的揚塵等等。
噪聲主要來源于破碎機、振動篩等設備的運轉過程。
污水主要是生活污水，不含有害物質。
（2）環境保護措施
A 粉塵治理措施
粉塵產生于骨料生產的全過程，為有效控制粉塵排放量，設計中在工藝上盡量減少揚塵環節，選用揚塵少的設備，使用密閉性能好的輸送和給料設備。在設備連接的料管設計時注意料管形狀、角度等，盡量降低落差。
所有的粉塵排放點均采用收塵效率高、技術可靠的高效收塵器。保證粉塵排放濃度低于30mg/Nm3，符合國家標準。
對于成品骨料堆存卸料點的除塵，根據現場水源情況可選擇水噴霧除塵；水源緊張或者我國北方寒冷地區的廠區，也可通過建設儲庫及堆棚來減少粉塵排放。
B 噪聲控制
噪聲的控制，第一，從設備選型上盡量選擇噪聲低的設備；第二，對噪聲較大的設備布置于封閉廠房內。
C 污水處理
生活污水經化糞池預處理后，用作綠化、農田灌溉等用水，不外排；噴霧除塵用水屬于消耗水，除塵后自然蒸發。
4
機制砂生產
由于骨料生產過程中產生大量的0——5mm產品不能作為骨料外銷，這樣，多數企業的這種產品除了部分作為混合材用于水泥廠或攪拌站外，大部分就成為滯銷品。我們可以考慮增加制砂及砂石分選設備對0——5mm產品進行制砂處理以便銷售機制砂，提高經濟效益。機制砂生產工藝有干法和濕法兩大類，在我國北方缺水地區，多采用干法制砂。典型流程見下圖：
圖2--機制砂生產線典型流程圖
5 特殊原料處理
針對我國南方部分礦山的原料中粘土含量較多，除了根據前面介紹的主機備選型原則選型外，有時成品骨料成品中還是含有一些粘土塊，必要時可考慮水洗骨料，并對0——5mm產品考慮濕法制砂。關于濕法生產在此文中不做詳細介紹。
6 結語
目前，多數水泥企業已經或正在積極地向砂石骨料行業進軍。我們相信，隨著各大水泥企業的加入，砂石骨料行業將會出現一片欣欣向榮的景象。
作者：巴太斌1，盧洪波2，李蕾蕾1，劉宏偉1
1河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）
2鄭州鼎盛工程技術有限公司（450001）
編后語：推動行業快速轉型升級，不僅僅需要先進的工藝和技術，更需要廣大從業者的積極參與。我們期待更多的行業同仁加入到我們，傳播先進的生產技術、生產工藝和發展理念。
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