李衛(wèi)超，唐文亮，趙東明（1.中電建安徽長九新材料股份有限公司，安徽 池州 247100；2.中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

機制集料生產工藝核心流程為破碎、篩分和制砂[1]，其中破碎一般為兩段破碎，篩分為預篩分、檢查篩分和分級篩分等[2-3]，制砂工藝有制砂樓、整形制砂等方式。根據不同工序具體方式不同，機制集料生產工藝主要有濕法、干法以及干濕結合 3 種[4]。濕法生產具有集料表面潔凈、環(huán)境污染小、廢水處理量大等特點，干法生產具有用水量小、粉塵較大、工作環(huán)境較差等特點，而干濕法結合生產工藝具有集料表面潔凈、環(huán)境污染小、廢水處理量小、工作環(huán)境好、集料質量穩(wěn)定等特點[5]。

干濕法結合生產工藝中，預篩分是關鍵環(huán)節(jié)，具有干濕可調的生產功能，混合料的檢查篩分和分級篩分為干法生產，粗集料進倉前為濕法生產，制砂工藝為干法生產。濕法生產可去除粉塵及原料中的軟弱顆粒，干法生產可控制細集料的含水率。干濕法結合生產工藝已在水利、建筑等行業(yè)得到廣泛應用[6]，本文就機制集料干濕法結合生產工藝特點進行分析。

1 工藝概述

1.1 典型工藝流程

干濕法結合生產工藝包括粗碎、預篩、中細碎、分級篩分、制砂、檢查篩分、整形等工序。含有黏性泥團的料源，在粗碎后進入預篩分，然后采用洗泥機的濕法生產工藝處理黏性泥團。若料源相對干凈，在粗碎后進入預篩分干法生產。之后物料進入中細碎或分級篩分，分級篩分采用干法生產，經過粗碎、預篩分、中細碎及分級篩分工藝后，粗集料在進倉前進行沖洗。粗集料進倉后剩余集料進入制砂車間，制砂車間一般采用立軸沖擊式破碎機制砂，立軸破碎機破碎后進入檢查篩分車間，檢查篩分采用干法篩分，物料經檢查篩分后，部分細集料直接進入成品倉，其余進入整形車間整形。整形車間一般采用棒磨機或者高轉速立軸破碎機對物料進行整形，整形后的物料直接進入成品砂倉。粗集料沖洗后產生的廢水及整形車間產生的廢水直接進入廢水處理系統(tǒng)進行處理。干濕法結合生產工藝原理如圖 1 所示。

圖1 干濕法結合生產工藝原理圖

1.2 典型設備選型

以某電站砂石加工系統(tǒng)為例，其人工集料生產系統(tǒng)主要設備配置如表 1 所示 。

表1 人工集料生產系統(tǒng)主要設備配置表

2 工藝特點

2.1 工藝調控靈活

機制集料生產時，可根據料源情況選擇在預篩分篩面加水，洗泥機內加水或不加水。當生產細集料要求石粉含量較高時，可通過回收石粉工藝使石粉含量達到要求；當要求石粉含量較低時，可通過風選或水洗工藝使石粉含量達到要求。

2.2 產品質量優(yōu)良

細集料含水率穩(wěn)定，石粉流失少，有利于混凝土拌和物的質量控制；生產的成品粗集料表面潔凈，提高了混凝土質量；減少了軟弱顆粒進倉概率，提高了成品集料質量。金安橋水電站砂石系統(tǒng)采用干濕結合法生產工藝，將一篩、二篩車間的干砂與濕砂分倉堆存、摻配銷售，并進行了干、濕砂分倉堆存和摻配試驗研究，總結了經驗，從而解決了成品脫水困難的問題。

2.3 生產效益顯著

廢水處理規(guī)模小，降低了供排水及廢水處理費用；成品砂入倉含水率低，脫水時間短，可以減少成品砂的儲存容積，節(jié)約投資。該砂石系統(tǒng)采用干濕結合生產工法，系統(tǒng)生產用水量由 1 500 m3/h 減少到 500 m3/h。按每天兩班制14 h，每月生產 25 d 計算，每年減少廢水處理量約 420 萬t；用水成本按 0.6 元/m3統(tǒng)計，每年可為項目節(jié)約運行成本252 萬元。

2.4 生態(tài)環(huán)境友好

與傳統(tǒng)濕法生產相比用水量至少節(jié)約 50%。揚塵少，生產環(huán)境好，除塵投入少。向家壩電站馬延坡砂石系統(tǒng)工程采用干濕結合生產工藝，比全濕法生產工藝減少用水量約1 680 萬 t。另采用的除塵吸粉工藝，每年收集石粉約 5 萬 t。

3 工藝控制要點

3.1 預篩分

當料源含較多黏性泥團或軟弱顆粒時，采用濕法生產，該工序用水量一般為物料篩分處理量的 0.3～0.5 倍，水壓宜 ＞2.0 MPa，且可適宜加大，加水點一般選在篩面上或洗泥機內。通過控制預篩分最下層篩板孔徑，達到控制進入洗泥機的物料粒徑及處理量。同時通過控制洗泥機轉速，減少物料含水率和物料流失。當料源比較潔凈時，預篩分采用干法生產，并對其封閉，設置除塵裝置。

3.2 入倉沖洗

粗集料在入倉前進行沖洗，以去除表面裹粉。沖洗的用水量一般為粗集料產量的 0.2～0.4 倍。水壓 ＞1.0 MPa，并可適宜加大。根據粗集料的產量，選取合適的沖洗篩分設備。沖洗篩分宜選用物料停留時間較長、能充分沖洗的設備，篩上物的厚度宜為篩網孔徑的 2～3 倍。

3.3 制 砂

一般還須設置整形工藝。料倉容積應達到 8 h 以上儲量，通過在原料倉和進出料膠帶機上設置防雨棚，可有效控制進料含水率在 3% 以內。采用高頻篩設備作為檢查篩分，以提高篩分效率。選擇鋼絲篩網和熱熔篩網，并通過調節(jié)篩網的孔徑來控制細集料的細度模數(shù)。根據料源特性和工藝，合理化選擇整形設備，例如高轉速立軸破碎機或棒磨機。

3.4 除 塵

物料在破碎、篩分過程中會產生粉塵[7]，粗碎進料口一般采用噴霧方式進行降塵，出料口進行封閉；在預篩分（干法時）、分級篩分和檢查篩分車間等部位對車間進行整體封閉，并設置除塵裝置；在中細碎、立軸破車間等對設備的進出口進行封閉，并設置除塵裝置。

根據生產中產生粉塵的多少及濃度，選擇相應風速、風量和管徑的除塵設備。除塵設備安裝和運行中應注意 5 個方面。① 根據揚塵的部位選擇合適的吸塵點。② 布置風管時要盡量平順，避免出現(xiàn)＜90° 的拐彎。③ 為確保除塵效果，運行中應嚴格控制物料的含水率。④ 要及時對除塵設備進行清理維護。結合生產特點，設置合適的粉塵清除頻率。⑤清除后的粉塵外運時應采取密閉措施，避免造成二次污染，運輸設備宜選用水泥罐車。

3.5 廢水處理

生產中的廢水主要來自預篩分車間、沖洗篩分車間和制砂整形車間?！笆刍厥疹A處理＋絮凝沉淀＋機械脫水”是目前廢水處理主要采用的工藝，其采用了分級處理的思路，改變了占地面積大的傳統(tǒng)多級沉淀流程，處理規(guī)模大，適應礦山工程在選址和建設方面的需求。機械脫水是目前主流脫水處理方式，采用設備主要有真空帶式壓濾機、廂式板框壓濾機、高壓隔膜壓濾機、臥式螺旋離心機、陶瓷過濾機等[8]。各種污泥脫水設備優(yōu)缺點和實用性如表 2 所示。

表2 各種污泥脫水設備優(yōu)缺點和實用性

3.6 石粉控制

流失的細砂采用旋流器加脫水篩進行回收后，均勻添加到成品砂中。當細集料石粉含量超過規(guī)范標準時，采用風選或水洗的方式去除細集料中石粉；當石粉含量不夠時，將廢水處理和除塵工藝收集的石粉均勻地添加到成品砂中。通過以上工藝，使成品砂的細度模數(shù)和石粉含量滿足規(guī)范要求。

4 結 語

(1) 干濕法結合生產工藝通過水洗粗集料，生產更優(yōu)質的機制粗集料；通過細砂和石粉回收，確保了機制砂的品質優(yōu)良。

(2) 該工藝整體降低了項目建設投資和運行成本，提高了市場競爭力，可創(chuàng)造良好的經濟效益。

(3) 該工藝既能有效地控制粉塵排放，使生產環(huán)境更優(yōu)；又明顯節(jié)約了用水量，降低了廢水處理難度，更為節(jié)能環(huán)保，環(huán)境效益顯著。

(4) 干濕法結合生產工藝通過金安橋水電站、向家壩水電站以及安徽池州長九（神山）灰?guī)r礦等項目機制集料生產線的應用，充分證明了其具有很大的應用基礎和推廣優(yōu)勢，能為社會發(fā)展和技術創(chuàng)新帶來良好效益。