關鍵詞：砂石骨料生產線，半干法工藝設計，主要設備選型，工藝流程，設計要點分析，環境保護。
前言
目前，我國水泥產量有目共睹，一些地區甚至嚴重過剩。水泥生產消耗大量石灰質原料，石灰石礦山開采中剝離高鎂等廢石日趨增多，加之天然砂資源的日趨減少，水泥企業聯產砂石骨料生產已成為一種行業趨勢。
砂石骨料生產主要有干法和半干法兩種生產工藝。干法生產是指整條生產線的工藝過程基本不用水（除個別工藝環節噴霧除塵用水外）， 主要分布在我國北方地區；半干法生產是指破碎及破碎前工段無用水、破碎后工段用水洗，主要分布在我國南方地區。半干法生產的產品潔凈度較高，可以作為精品骨料銷售，此工藝中含有泥土、石粉的污水通過濃縮機、壓濾機處理，中水循環利用，大大提高了水的循環利用率。
本文主要以位于湖北黃石長江邊的華新骨料陽新二期砂石骨料生產線（下文簡稱“華新骨料”）為例闡述砂石骨料生產線半干法工藝設計的相關問題。
1 項目基本情況
1）生產線能力：1000t/h砂石骨料；
2）產品品種：0.075——4.75mm，4.75——15mm，15——31.5mm砂石骨料；
3）原料特性：石灰巖、粘土含量較大；
4）砂石骨料質量滿足GB/T 14685-2011《建設用卵石、碎石》要求；
5）環保排放標準：粉塵排放濃度≤20mg/Nm3,廢水達到零排放，噪聲排放滿足國家標準。
2 主要設備選型
半干法砂石骨料生產線可簡單地概括為破碎、篩洗、含泥廢水處理及砂石骨料儲存。要得到符合國家標準的骨料產品，主要設備選型在生產線的設計中起著決定性的作用，它主要取決于原料的物理性能（如原料的硬度、磨蝕性指數、含土量等等）及當地的市場需求。
結合華新骨料原料特性及周邊粉狀料（<0.075mm）市場較差的基本情況，華新骨料生產工藝確定為旋回式破碎機與兩段圓錐式破碎機組成的三段破碎系統，圓振動篩三級篩洗系統，篩洗后的泥砂料處理系統和成品料儲存系統。主要設備有：1臺旋回式破碎機，2臺預篩分振動篩，2臺標準型中碎圓錐破碎機，2臺短頭型細碎圓錐破碎機，4臺一級篩分振動篩，8臺成品篩分振動篩，4臺雙螺旋洗砂機，2組旋流器組，4臺濾水振動篩，1臺濃縮機，3臺壓濾機。
1）粗破設備的選擇
用于骨料生產的粗破設備一般為旋回式破碎機、顎式破碎機和反擊式破碎機。
根據生產能力要求（粗破大于1200t/h）、原料含泥土較多的特性和市場對砂石骨料產品需求的情況，結合廠區總圖、工藝布局，粗破設備選用旋回式破碎機。
2）中細破設備的選擇
骨料中細破設備一般有圓錐式破碎機和反擊式破碎機可供選擇。
圓錐式破碎機主要適宜破碎硬度大、磨蝕性指數高的巖石，產品粉狀料較少；反擊式破碎機主要適宜破碎硬度、磨蝕性指數中等或偏低的巖石，產品粉狀料較多。
華新骨料項目周邊市場對粉狀料需求較差，中碎采用標準圓錐式破碎機，細碎采用短頭圓錐式破碎機是一種好的選擇。
3）篩分水洗設備的選擇
石料篩分設備一般采用直線振動篩或圓振動篩。
直線振動篩處理量小，適合小粒徑篩分、小產量生產使用，可以用于含水料濾水；圓振動篩篩分效率高、處理量大，適合大粒徑篩分、較大規模生產使用。當圓篩分設備上配置壓力噴水系統時可以作為洗石設備，借助于水力沖洗、石子在篩面翻滾、振動，較容易洗去表面粘附的細泥。
對于0——4.75mm產品中泥粉和石粉一般可以選擇螺旋洗砂機或斗輪洗砂機水洗后得到機制砂。
華新骨料濾水振動篩選擇了直線振動篩，其余均選用圓振動篩。0——4.75mm的產品選用了4臺兩兩串聯的雙螺旋洗砂機作為洗砂設備。
4）廢水及泥料處理設備的選擇
水洗砂石骨料后的含泥廢水需經過處理才能達到生產線廢水的零排放。經過對廢水處理設備及使用情況的考察，生產線選擇了旋流器組、濃縮機和壓濾機組成的系統對廢水和泥料進行處理，避免了像以前含泥廢水直接排入沉淀池而引起的占地面積大及沉淀池難以清理的缺點。
3 工藝流程及設備參數
1）工藝流程圖
2）主要設備參數表
3） 主要工藝流程
A 原料破碎及預篩分
礦山原料經旋回式破碎機進行粗破后進入中間料堆棚儲存，然后輸送至石灰石預篩分車間，預篩分后>31.5mm的物料喂入標準圓錐破碎機進行中碎；4.75——31.5mm的物料與中碎后的物料一起送至砂石骨料篩洗車間進行一級篩洗；當原料中含土量較少時，預篩分后<4.75mm的物料也送至篩洗車間進行篩洗，當原料中含土量較多時，<4.75mm的物料輸送至含土廢料堆棚儲存，然后用于礦山開采后的復墾墊層。
旋回式破碎機、預篩分振動篩、圓錐式破碎機及物料轉運點均設有高效袋收塵器進行除塵。
B 砂石骨料篩洗
骨料篩洗由三級濕法篩洗組成。 各級濕法篩洗由每個篩面上安裝的高壓噴淋設備和篩網上物料振動翻滾來完成。
來自預篩分和中細破車間的物料通過一級篩洗振動篩篩洗后大于31.5mm的物料返回中細碎車間重新循環破碎；<4.75mm的物料隨洗石廢水一起送入水洗砂車間的雙螺旋洗砂機進行洗砂；4.75——31.5mm的骨料輸送至二三級成品振動篩進一步篩洗。經過二三級篩洗后的15——31.5mm和4.75——15mm骨料送至各自的成品堆場。篩下的<4.75mm的含泥細粉隨洗石廢水也一起送入水洗砂車間的雙螺旋洗砂機進行洗砂。
C 水洗砂及廢水泥料處理系統
<4.75mm的物料隨洗石廢水一起經雙螺旋洗砂機進行水砂分離，分離后的污水進入旋流器組進行再次分離，分離后的機制砂產品輸送至0.075——4.75mm堆場。再次分離后的污水進入濃縮池經濃縮機濃縮，在濃縮過程中進行加藥處理；濃縮后上層清水溢流入清水池，然后通過清水泵循環使用于生產線；下層泥漿通過中間緩沖池經渣漿泵送至壓濾機車間進行壓濾。壓濾后的泥餅廢料單獨儲存于泥餅堆棚，然后用于礦山開采后復墾；壓濾后的清水流入清水池然后循環用于生產線。
D 產品儲存及發運
水洗后的產品均采用露天儲存。每種產品料堆下設置電機振動給料機和皮帶秤，然后輸送至碼頭裝船機發運；每個料堆下至少設置兩個皮帶秤以便控制砂石骨料外銷時的合理級配。
4 設計要點分析
1）設置中間料堆棚
中間料堆棚的作用可均衡骨料生產線整體的系統能力。粗破工段檢修時，則下游的骨料制成工段不會因此停產；當礦山
開采只能白班生產時，下游的骨料制成工段仍可兩班生產以靈活滿足市場需求，而且下游的骨料制成工段設備臺數可減少，通過生產班制調節系統產能，大大減少了投資，也便于充分發揮系統各設備的優勢。
2）充分利用地形高差
任何生產線的設計如果能將建設投資和運營成本降為最低將會是非常優秀的設計。因地制宜，充分利用地形高差進行工藝布局，不僅可以減少土建投資和設備投資，而且可以降低生產運營成本。
3）中細破前設計預篩分：
南方礦石原料中含土料多為粘土，一般很難通過篩分將土剔除干凈。設計預篩分，不僅可以在原料含土量較高時通過篩分將<5mm的含土廢料篩出以便用于礦山復墾墊層，而且可以使經過粗破后<31.5mm的骨料不再經過中細破，進而提高系統產量和減小粉狀料的產生。
4）成品篩采用單層振動篩噴淋水洗：
半干法生產線一級振動篩噴淋的目的是除去部分泥土和使不易洗清的物料盡早濕水，以便含泥料提前泡軟；二三級成品振動篩設計成單層且加噴淋水洗的目的是使每種物料產品都有和清水直接接觸的機會進而提高骨料產品的潔凈度。
5）砂石水洗系統
<4.75mm的含泥廢水因泥砂量較大、粒度較大，不宜采用渣漿泵輸送，只能通過水槽自流至洗砂機。在此環節應充分考慮廢水流動的距離和水槽角度，且盡可能將洗砂機車間布置在比振動篩車間所在標高低的臺段上，水槽做成U型槽以便減少摩擦；另外，洗砂機出料和旋流器組出料處均應設置濾水篩以避免進入成品堆場的<4.75mm物料含水量過大而影響產品銷售。
6）廢水泥料處理系統
洗砂后的含泥粉廢水在進濃縮池過程中，加藥點的位置要合理、加藥量要合適，以提高濃縮機系統的效果；泥漿進入壓濾機前應該設置緩沖攪拌池，滿足濃縮機后渣漿泵連續工作和壓濾機按次間歇式工作的要求。壓濾機能力的選擇要充分考慮每次工作需要的時間和泥餅含水量要求。
7）產品儲存及發運
此環節設計要點是每個料堆下除設置合適的出料設備外至少應設置一到兩臺計量秤以便調節砂石的合理級配，滿足客戶對不同級配砂石骨料的需求。
5 環境保護
1）主要污染源和污染物
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、噪聲和廢水。
2）環境保護措施
A 防塵及收塵措施
設計中一般采取以防為主、防治結合的方針，在中細碎以前的各工藝環節上盡量減少揚塵點，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，并盡量降低落差。在所有有組織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20mg/Nm3，符合國家標準。
中間料及含土廢料儲存采用封閉堆棚及噴霧除塵以減少粉塵對周圍環境的影響。
B 噪聲控制
對噪聲的控制從設備選型上盡量選擇噪聲低的設備，并將噪聲源設備布置于封閉廠房內，同時采取車間外綠化遮擋噪聲傳播。
C 廢水處理及泥料排放
廢水主要為生活廢水和洗砂廢水。生活污水經化糞池進行預處理后和其它污水匯入廠區污水處理站進行處理，處理后達到中水回用標準后，回用于生產線用水。
篩洗產生的廢水經砂石水洗及廢水泥料處理系統處理后作為生產用水循環使用；污泥處理后的泥餅和預篩分產生的廢土用于礦山復墾墊層，達到廢水泥料的零排放。
6 結語
目前，華新骨料陽新二期砂石骨料生產線運行正常，各項指標均已達到設計要求。本文主要是圍繞該生產線的典型流程介紹半干法砂石骨料生產線，事實上半干法砂石骨料生產工藝及設備配置形式多樣，具體設計時應因地制宜，并且結合建設單位具體情況量體裁衣，那樣才是最完美的設計。
來源：河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）
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編輯：ls
