孫繼亮

（中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司）

1 引言

現(xiàn)代混凝土對砂的技術要求越來越高，特別是高強度等級和高性能混凝土對骨料的要求很嚴格，能滿足其要求的天然砂數量越來越少，甚至沒有，嚴重地制約了高性能混凝土的發(fā)展[1]。隨著基礎建設對砂石的需求量越來越大，天然砂石短缺，大量開采造成河堤崩塌、水資源及周邊環(huán)境污染等問題，為機制砂發(fā)展提供了良好契機。濕法機制砂由于環(huán)保、用水量大、系統(tǒng)投資、成品質量等因素，發(fā)展受到限制，干法制砂受地域影響小，生產環(huán)境能夠達到國家要求，產品質量有保證，越來越受到行業(yè)重視，干法制砂在北方干旱少雨或南方水資源相對較少的地區(qū)發(fā)展迅速[2]。國外對干式制砂工藝的研究較多，而國內則較少[3]，鑒于機制砂行業(yè)干法分選工藝開展的時間比較短，開始大都是借用水泥行業(yè)經驗實施，但忽略了沙石分選與水泥分選產品目的不盡相同，初期建設的機制砂干法分選項目效果不太理想，成品質量達不到標準要求，廢棄尾砂中含成品量較大等缺陷。干法制砂分選如何選擇分級系統(tǒng)和分級設備，下面通過一個干法制砂分選系統(tǒng)改造的成功案例加以說明。

2 改造前的系統(tǒng)

湖南某砂石有限公司，擁有三套人工制砂系統(tǒng)，配置一條機制砂分級系統(tǒng)，設計年開采石灰?guī)r11 萬立方米、年生產機制砂24 萬噸、副產石粉4.8 萬噸。砂石骨料經過制砂機及篩分設備處理后，進入機制砂分級系統(tǒng)的物料粒徑一般＜4.75mm，細粉（顆粒直徑≤80μm）含量一般在12%～18%范圍內，通常為15%左右。初始建設配置的機制砂分級設備為用于水泥分選的選粉機，其主要結構特點為上部中心喂料、動態(tài)轉子底部撒料盤撒料、上部出風、配置四組旋風收塵器、側壁進風、導向葉片與籠型轉子組合。分級系統(tǒng)主要配置參數見表1。

表1 分級系統(tǒng)設備配置

分選系統(tǒng)存在的主要問題：

⑴砂石選粉設備磨損嚴重，維修維護量特別大，不能保證正常生產需要。

⑵分選能力與制砂系統(tǒng)能力不匹配，分選設備處理物料能力弱，時常發(fā)生堵料現(xiàn)象。

⑶成品砂中的細粉含量超標，不合格，無法達到標準要求，商品混凝土無法使用。

⑷分級設備自帶旋風收塵器收集效率低，分級設備和循環(huán)風機磨損較大。

3 分選系統(tǒng)可行改造方案

3.1 系統(tǒng)改造目標

⑴處理物料量：250～300t/h；

⑵物料綜合水分：≤2%；

⑶成品砂含粉量：5%～8%。

3.2 技改方案的選擇

經現(xiàn)場調研，該公司原料砂石含硅量較高，物料對設備的磨蝕性較大。由于水泥行業(yè)分選與砂石行業(yè)分選的目的不同，水泥行業(yè)用選粉機直接用作砂石骨粉的分選是不合適的，需要對其改造更換，達到砂石分選的目的。如果僅對目前選粉機進行功能改造，改動工作量較大，選粉機具體尺寸需現(xiàn)場實測，選粉機底部輸送空間不足，且不能解決風機磨損問題。對系統(tǒng)的改造方案，建議在以下三種技術方案中擇選：

各方案相同步驟：拆除現(xiàn)有的轉子選粉機，利用原有物料提升機、循環(huán)風機，在原有土建的基礎上，安裝分級機，另外增加鋼平臺安裝旋風收塵器和放風布袋收塵器。方案2 及方案3 除分級機與方案1 不同外，工藝流程類似。

方案1：該系統(tǒng)用V 型靜態(tài)分級機與高效選粉機組合型式替代原有的轉子選粉機。方案特點：分級機控制精度高，產品可以保證合格，廢棄粉料內成品顆粒含量可得到有效控制；使用高效率的旋風收塵器，減少對后續(xù)設備的磨損；但V 型分級機部分對物料分布的均勻性要求嚴格，V 型選粉機入料口前端最好設置布料器；設備有動力，有易磨損件，但與改造前使用的轉子選粉機相比較，磨損要小得多。其工藝流程圖見圖1。

圖1 方案1 系統(tǒng)工藝流程圖

方案2：該系統(tǒng)用V 型靜態(tài)分級機替代原有的轉子選粉機。方案特點：產品可以合格，分級系統(tǒng)無運動組件，設備磨損容易控制，系統(tǒng)阻力低。但對物料分布的均勻性要求嚴格，V 型選粉機入料口前端最好設置布料器；分級調節(jié)手段弱，在保證成品合格的情況下，廢棄的石粉物料內含有較多成品顆粒、成品顆粒級配連續(xù)性差。后部風機排放循環(huán)到V 型選粉機的進風口，風機有磨損，磨損嚴重程度根據旋風收塵器收集效率不同而不同。

方案3：該系統(tǒng)用裙擺式分級機[4]替代原有的轉子選粉機。方案特點：產品可以合格，分級系統(tǒng)有撒料組件，可以不使用布料器，物料分散均勻，布料面積大，分選物料料層較薄，分選阻力低，分選風速較V 型選粉機低，設備磨損較V 型選粉機低，廢棄粉料內含有成品顆粒較V 型選粉機小，分級效果好。與V 型靜態(tài)分級機類似，其對顆粒分級調節(jié)手段也較弱，亦無手段控制進入廢棄物料中成品顆粒含量和調節(jié)成品顆粒級配的連續(xù)性。只是因為分料均勻性較好，分選效果比V 型選粉機佳；與V 型分級機相比較，增加了布料動件，動件有磨損，需定期更換。如果在裙擺式分級機內部增加動態(tài)分級轉子（圖中未畫出），則可控制廢棄物中成品顆粒含量、調節(jié)成品顆粒級配。

4 改造前后效果對比

經過反復探討和論證，最終決定選取第一套技改方案試試。為保障系統(tǒng)長期有效的運轉，在設備內部加強了耐磨處理，分選設備內部包括內壁、高效選粉機導向葉片、拉桿、油管等可能磨損部位均采用耐磨陶瓷防護，在正常生產的情況下，保證系統(tǒng)運轉率超過85%，一年內無需更換易損件。

經過20 天的緊張施工，系統(tǒng)調試一次性達產達標，機制砂成品各項指標均達到標準要求，滿足商品混凝土需要。改造后的制砂尾料見圖2，改造前后的成品砂加水比較效果見圖3。表2 為改造后權威檢測機構根據標準J G J 52-2006 對成品砂的檢測報告（原檢測報告謄錄）。

圖2 改造后的制砂尾料

圖3 改造前后成品砂加水比較

5 結束語

機制砂分選系統(tǒng)和水泥分選系統(tǒng)所要得到的成品目的不同，所選分選工藝和選粉機亦不能完全相同。

機制砂干法分選設備，如果加強防磨措施，完全能滿足日常生產需要，解決易損零部件更換頻繁的問題。

機制砂干法分選系統(tǒng)，如果選擇合適的分級系統(tǒng)和設備，可以得到符合標準要求的合格成品砂和高品質的機制砂，滿足商砼和高性能混凝土的需要?！?/p>

表2 成品砂的檢測報告（原檢測報告謄錄）