在此大環境下，相關政策從綠色環保、節能降耗、以實現雙碳目標的角度，對機制砂生產工藝提出了更高要求，加速淘汰落后產能。本文將在對比現存幾種機制砂生產技術的基礎上，探討最新的機制砂生產工藝。

 

　　01、幾種典型的機制砂生產工藝

 

　　建設工程用砂石按生產來源分為天然砂和機制砂兩類。天然砂包括山砂、河砂、湖砂和海砂；機制砂原料呈多樣化，主要有鐵礦石、花崗巖、砂巖、河卵石、玄武巖和石英石等硬質巖石，此外，也可利用一些工業固廢、尾礦、建筑垃圾等制成機制砂。根據現存機制砂生產工藝特點，可以分為濕法制砂生產工藝、半干法制砂生產工藝、傳統干法制砂生產工藝3個大類。

 

　　1.1濕法制砂生產工藝

 

　　濕法制砂工藝的顯著特點是在物料篩分及破碎過程中均采用水沖洗，并配合洗石機和洗砂機對粗細骨料進行沖洗作業。典型的濕法制砂工藝流程見圖2所示。

 

 

　　其中，顎式破碎機進行粗碎，反擊式破碎機或圓錐式破碎機實現中碎，制砂機完成細碎。常見的制砂機種類有錘式制砂機、沖擊式制砂機、立軸破制砂機和輥式制砂機等，具體選擇則與生產工藝、原材料特性和成品參數相關。

 

　　濕法制砂生產工藝優點是對原石材適應能力強，成品砂品質好，生產過程基本無塵。缺點也明顯：需額外增加水處理單元，工藝流程復雜，所以，濕法制砂石粉流失量大，且不宜在水資源匱乏地區應用。

 

　　1.2半干法制砂生產工藝

 

　　半干法制砂工藝一般是指前濕后半干的生產方式，該工藝與濕法相比，實現了“以破代磨”的技術路線。通常在預分篩階段采用濕法生產并控制含水率，砂石料在入制砂機前的水分過大將大幅降低破碎效率，其排出料含水率須控制在2%~5%，后續工藝不再噴水。經典的半干法生產工藝流程見圖3所示。

 

 

　　半干法制砂工藝優點是節水，砂石成品表面雜質少，石粉流失量少，揚塵少，適應含泥量少的原石料，成品水分合適可快速使用。缺點是仍需配置水處理單元，處理不當還是可能造成環境污染；石料進入終碎制砂機前水分控制要準，否則，可能影響制砂效果和后續篩分效率；工藝流程較為復雜。

 

　　1.3傳統干法制砂工藝

 

　　干法制砂與濕法制砂工藝流程的主要區別是用水和成品中石粉處理不同。干法制砂生產過程不需要噴淋水，通過選粉機來控制成品中石粉含量；濕法必須用水，最終通過洗砂機清洗來去除成品中的石粉。傳統的干法石粉生產工藝流程見圖4所示。

 

 

 

　　傳統干法制砂工藝的優點是生產過程中不用水，受水資源影響小，工藝流程簡單，選粉精度高，占地面積小，投資少。缺點是生產過程中粉塵大，對原石材潔凈度有要求，須嚴格控制原石材中的雜質含量。

 

　　1.4小結

 

　　以上幾種機制砂生產工藝從投資費用、自然資源消耗、環境保護、應用市場對產品特性的需求等方面比較，各有優缺點。因此，工程可研階段中必須要結合相關因素，綜合評估后再做選擇，同時，工程項目具體實施過程中還需結合各主要設備技術更新作優化調整，以實現經濟、環境效益最大化。

 

　　02、新型制砂工藝—立磨機制砂生產工藝系統

 

　　新型制砂工藝與傳統制砂工藝的區別，主要體現在精制砂階段不再采用傳統制砂機，而是采用成熟的粉磨設備——立磨，以解決產能需求大于400 t/h時傳統制砂機單臺設備存在能力瓶頸的問題，根據實際生產數據分析，采用立磨制砂，可以獲得更高的粉碎效率，采用單臺立磨進行機制砂可以較為容易實現400~1 000 t/h的生產目標。在成品收集工藝上，有振動篩+選粉機、多分離梯級選粉機等不同工藝技術與立磨配合。

 

　　2.1新型制砂工藝流程

 

　　新型制砂工藝流程是在傳統干法制砂工藝流程的基礎上發展起來的，其前半部分同傳統制砂工藝流程大致相同，均為原石材通過振動給料機，篩下的石材經顎式破碎機粗碎，再進入圓錐破碎機或者反擊破碎機中碎，其與傳統制砂工藝流程不同之處即在精制砂和選粉部分，如圖5所示。

 

 

　　2.2立磨機制砂工藝生產系統

 

　　新型制砂工藝的細碎和選粉部分主要采用立磨機制砂工藝生產系統，成品砂的篩選方法包括振動篩+組合式選粉機進行篩選和僅用多分離梯級選粉機進行篩選兩種方法。

 

　　2.2.1振動篩+選粉機方法

 

　　振動篩+選粉機的立磨機制砂生產系統中主要包括原料倉、立磨、斗式提升機、一級振動篩、組合式選粉機、二級振動篩、收塵器、風機和煙囪，如圖6所示。該方法的立磨機制砂生產系統相較于傳統制砂方法生產的成品砂顆粒形貌好，單機臺時產量高，需要通過兩次振動篩篩選才能獲得成品砂，且V型選粉機中由循環風帶入選粉室中的物料可能還含有粗砂。

 

 

　　2.2.2振動篩+組合式多分離梯級選粉機方法

 

　　振動篩+組合式多分離梯級選粉機的立磨機制砂生產系統包括原料倉、多級階梯立磨、斗式提升機、組合式多分離梯級選粉機、振動篩、收塵器、風機和煙囪，其生產系統如圖7所示。

 

 

　　振動篩+組合式多分離梯級選粉機的立磨制砂生產系統主要有兩個特性：一是立磨為多層粉磨立磨，二是選粉機為含有多級轉子的梯級選粉機。

 

　　工作時，振動篩篩下物料從立磨上方落入磨盤，在不同研磨層，分別設置不同的研磨壓力，經上級研磨后的混合料，在甩落至下層研磨料床前，經過磨內篩子，將合格粒徑的物料收集轉至外排通道，不合格粒徑的繼續滑落至下級粉磨料床繼續粉磨，經斗式提升機帶入組合式多分離梯級選粉機，粗顆粒將被返回至多級階梯立磨中再次研磨，而粗砂由V型選粉機出口進入振動篩，由此篩選出2種粒徑分布不同的成品，分別為中砂和粗砂，一部分粗砂和較細砂由循環風帶入含有多級轉子的選粉室，經過多級轉子篩選后，又篩選出3種粒徑分布不同的成品，分別為細砂、中砂和超細粉，此次篩選的中砂和由振動篩篩選的中砂在粒徑分布上有所差別。其中的中、細成品砂經由排料口收集，超細粉通過出風管進入收塵器收集[2]。

 

　　該新型生產工藝作為一種不同粒徑分別粉磨，多級分離應用技術研究成果，將能很好地適應市場對機制砂粒度區間的多樣化需求，且生產成品靈活可控，具有廣闊的前景。

 

　　2.3兩種方法制砂對比

 

　　新型制砂工藝流程中的立磨機制砂生產系統，其采用的是料床粉磨原理，物料在兩個作相對運動的工作面上，靠運動的工作面對物料摩擦時所施加的剪切力，或者靠物料彼此之間摩擦的剪切作用使物料破碎，可以很好地改善顆粒形貌，成品粒度好[3]。

 

　　振動篩配合選粉機的立磨機制砂生產系統相較于多分離梯級選粉機的立磨機制砂生產系統的工序較為復雜，需要兩臺或者多臺振動篩配合篩選出成品砂，且存在成品砂粒徑級配分布相對集中的問題，其粒徑分布如圖8所示。而后者一次通過工藝流程直接生產并分離出多種不同粒徑機制砂和超細粉，且成品粒度分布區間上，各種粒徑分布較為均衡，可根據實際需要實時控制調整各級粉磨壓力和選粉粒度，提高了整個系統的制砂效率，其粒徑分布率如圖9所示。

 

 

　　03、結束語

 

　　綜上所述，本文所述幾種制砂工藝各有特點，想要生產出優質的成品砂，需要因地制宜地選用，發揮出其相應的優點。在水資源豐富的地區且環境允許的情況下，可采用濕法和半干法制砂工藝，獲得的成品砂品質好且生產過程中揚塵少；在水資源匱乏的地區或原始石材較為潔凈，可采用干法制砂工藝，該工藝節水、流程簡單且選粉精度較高，且新型立磨制砂工藝當為優選；當潔凈度較差時，也可對其預處理之后再采用新型制砂工藝。所謂適合的才是最優的，在選用制砂工藝前還是需要從原材料的潔凈度、生產產量、現場環境、資金等多方面考慮權衡。結合國家相關政策導向，可以預見，立磨機制砂生產工藝系統必然成為今后機制砂工藝技術規模化應用的主要選擇。