干濕工藝，砂石生產(chǎn)如何選擇？王宇翔、 張萬(wàn)利有話說(shuō)！

發(fā)布日期：2022-04-02   瀏覽次數(shù)： 277 次

干濕工藝，砂石生產(chǎn)如何選擇？王宇翔、 張萬(wàn)利有話說(shuō)！

編者按：

隨著砂石行業(yè)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)制砂技術(shù)也日趨成熟。目前，我國(guó)大型砂石骨料生產(chǎn)工藝主要分為干法、濕法生產(chǎn)工藝，這兩種工藝分別在南方和北方擁有各自的市場(chǎng)。

如今，綠色發(fā)展理念已經(jīng)貫穿砂石生產(chǎn)全過(guò)程，哪一種工藝能夠同時(shí)滿足制砂效果及生產(chǎn)效益、環(huán)保效益的最大化？這也是砂石業(yè)內(nèi)人士近年來(lái)討論的熱點(diǎn)話題之一。

利用干濕工藝優(yōu)勢(shì)，做好砂石質(zhì)量控制

江蘇山寶集團(tuán)董事長(zhǎng)  王宇翔

我國(guó)是全球砂石生產(chǎn)和消耗量最大的國(guó)家，砂石約占混凝土質(zhì)量和體積的70%，砂石成本約占混凝土材料成本的一半。砂石是混凝土建筑的主要力學(xué)承載體，做好砂石質(zhì)量控制事關(guān)國(guó)家安全和民生幸福。

當(dāng)前我國(guó)砂石質(zhì)量主要存在粒形不佳、級(jí)配不合理、石粉含量較高等問(wèn)題。南方水源較為豐富，砂石濕法生產(chǎn)線較多；北方少雨缺水，多采用干法生產(chǎn)工藝。

目前砂石干法和濕法工藝存在較大的爭(zhēng)議，主要集中在以下兩點(diǎn)：一是濕法工藝可以有效清除砂石中的泥粉，確保成品的飽和面干，且控制粉塵容易。但備件損耗大，用水量較大，且增加了水處理的成本。因?yàn)橹兴赜脤?dǎo)致成品絮凝劑殘留，不利于對(duì)混凝土質(zhì)量和成本的控制。二是干法工藝布置簡(jiǎn)單，適合干旱少雨的地區(qū)使用。其中，回收細(xì)粉環(huán)節(jié)提高了資源利用率。但該工藝對(duì)原料含水敏感，且能耗高，成品石粉含量易超標(biāo)。

砂石生產(chǎn)過(guò)程包括礦山開(kāi)采、破碎篩分、制砂等環(huán)節(jié)。我們長(zhǎng)期專(zhuān)注機(jī)制砂石工藝研究和設(shè)備研發(fā)，大量實(shí)踐表明，要保證砂石質(zhì)量：首先，需要控制原料的泥質(zhì)物、有機(jī)質(zhì)等軟弱物質(zhì)含量；其次，破碎篩分前端需要強(qiáng)化有害物質(zhì)的分離工作；最后，工藝需綜合考慮脫粉、整形、級(jí)配調(diào)整等工作。以此為基礎(chǔ)，我們反思干法和濕法工藝，得出了以下幾點(diǎn)結(jié)論。

一是濕法工藝最大的優(yōu)勢(shì)是清洗砂石中的泥質(zhì)物、風(fēng)化石等有害物，而干法工藝可以簡(jiǎn)化工藝布置、提高資源利用率。

二是砂石開(kāi)采加工過(guò)程中，前端工藝如果能夠有效分離含泥、含水較高的碎石和基本不含泥的干燥塊石，那么我們可以采用分區(qū)式制砂工藝，對(duì)含泥、含水較高的碎石采用濕法生產(chǎn)工藝，而基本不含泥的干燥塊石采用干法生產(chǎn)。

基于上述結(jié)論，我們認(rèn)為砂石生產(chǎn)線可以采用干濕結(jié)合的生產(chǎn)工藝：

首先，應(yīng)加強(qiáng)礦山勘探，實(shí)現(xiàn)合理分區(qū)開(kāi)采和配礦。

其次，強(qiáng)化粗碎和中碎篩分，如在粗碎前設(shè)置棒條篩和除土篩，中碎前設(shè)置預(yù)篩分裝置，分離含泥碎石。同時(shí)，中碎和細(xì)碎檢查分開(kāi)，中碎后檢查篩下料，根據(jù)情況（如雨天）再?zèng)Q定是否分料。

再次，針對(duì)粗碎和中碎分離的含泥碎石料采用濕法生產(chǎn)，中細(xì)碎的塊石料采用干法生產(chǎn)。

最后，濕法生產(chǎn)的成品料和干法生產(chǎn)的成品料可以共同入庫(kù)，可達(dá)到飽和面干、控制粉塵以及降低絮凝劑殘留量等效果。

基于這一思路，同樣的生產(chǎn)線，采用干濕技術(shù)改造的全濕法生產(chǎn)線，系統(tǒng)用水量可以下降一半，有效降低用水成本，降低耐磨件的用量。而采用干濕結(jié)合改造的干法生產(chǎn)線，可以有效解決成品表面清潔度差、粉塵排放易超標(biāo)等問(wèn)題。

安徽宣城某建筑石料礦配備近20臺(tái)振動(dòng)篩，年產(chǎn)砂石400萬(wàn)噸，主線采用干法生產(chǎn)技術(shù)，通過(guò)水洗生產(chǎn)成品砂。

技改之前，由于礦山原料含泥和含水較高，破碎線前端分離工藝缺失，黏附性較高的泥粉混入了成品篩，導(dǎo)致篩網(wǎng)堵塞，成品碎石不干凈、成品砂石粉含量和亞甲藍(lán)超標(biāo)。

2020年年初，該礦采用干濕結(jié)合工藝改造生產(chǎn)線，粗碎后增加兩臺(tái)振動(dòng)篩，分離出50mm以下的含泥碎石料用以濕法制砂，50mm以上的料進(jìn)入緩沖庫(kù)進(jìn)行干法生產(chǎn)。

技改后，系統(tǒng)產(chǎn)能提升近100萬(wàn)噸，原有近20臺(tái)振動(dòng)篩正常開(kāi)機(jī)10臺(tái)即達(dá)到了篩分目的。前端濕法機(jī)制砂石的粉含量、亞甲藍(lán)等指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求，同時(shí)干機(jī)制砂經(jīng)過(guò)脫粉，解決了碎石產(chǎn)品裹粉問(wèn)題，成品指標(biāo)達(dá)到了國(guó)標(biāo)要求，企業(yè)效益顯著提升。

因此，我們認(rèn)為選擇干法還是濕法工藝，應(yīng)考慮這兩點(diǎn)：首先，要考慮原料和周邊水源情況；其次，干法和濕法各有優(yōu)勢(shì)，條件允許的情況下工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用二者優(yōu)勢(shì)。另外，必須強(qiáng)調(diào)的是，無(wú)論采用干法工藝還是濕法工藝，都必須保證砂石產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家或行業(yè)相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，以確保工程質(zhì)量。

充分了解工藝特點(diǎn)，選擇最優(yōu)生產(chǎn)方案

天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司技術(shù)總監(jiān) 張萬(wàn)利

目前，我國(guó)大型砂石骨料生產(chǎn)工藝主要分為干法、濕法生產(chǎn)工藝。干法和濕法工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，其適用的范圍和條件也不相同。干法工藝適用母巖地質(zhì)賦存條件簡(jiǎn)單，覆蓋層少，斷層及裂隙土少；礦石中泥土及有機(jī)物等雜質(zhì)含量少；氣候干旱少雨，水資源缺乏地區(qū)。濕法工藝適用礦石中泥土及有機(jī)物等雜質(zhì)含量較多；多雨及水資源豐富的地區(qū)。只有充分了解工藝的特點(diǎn)，才能針對(duì)不同的生產(chǎn)條件，選擇出最優(yōu)生產(chǎn)方案。

干法機(jī)制砂石工藝特點(diǎn)

所謂干法機(jī)制砂石是指母巖在破碎篩分、砂石整形及加工工藝過(guò)程中除噴霧降塵及防止成品砂離析噴霧用極少量水外，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中再無(wú)需用水。其特點(diǎn)如下。

優(yōu)點(diǎn)：一是生產(chǎn)中用水量極少；且工藝簡(jiǎn)單易于維護(hù)，總裝機(jī)功率低，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化及無(wú)人化，因而生產(chǎn)成本較低。

二是生產(chǎn)線流程較短，設(shè)備投資低；且布局緊湊占地面積較小，節(jié)省建設(shè)投資。

三是機(jī)制砂成品率高，級(jí)配合理。尤其使用立磨制砂系統(tǒng)，其產(chǎn)品粗顆粒和細(xì)粉含量明顯更低，大大提高了中細(xì)砂含量，顆粒級(jí)配好，可用于高性能混凝土、預(yù)拌砂漿和混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)件等高端產(chǎn)品，大大降低外加劑的用量。

缺點(diǎn)：一是破碎、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)、輸送和儲(chǔ)存等各個(gè)環(huán)節(jié)均容易產(chǎn)生粉塵，對(duì)設(shè)備的密封和除塵要求嚴(yán)格。需采用高效可靠的除塵設(shè)備和降塵措施，確保凈化后的廢氣含塵量達(dá)到5mg/Nm3，滿足國(guó)家和地方對(duì)環(huán)保的要求。收塵回收的石粉根據(jù)母巖的不同可用于電廠脫硫，替代粉煤灰用于商用混凝土中或用于制作其他建筑材料。

二是需要在礦山開(kāi)采階段對(duì)表土有機(jī)物、夾層、風(fēng)化層等含泥層進(jìn)行有效控制。

三是若礦石中含有一定量的土，在雨季生產(chǎn)時(shí)容易糊篩，降低了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

四是生產(chǎn)的砂石表面不如濕法生產(chǎn)的清潔，表面感觀性差。

濕法機(jī)制砂石工藝特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：一是篩分機(jī)制砂石過(guò)程中采用水沖洗，因而在篩分后續(xù)環(huán)節(jié)中不產(chǎn)生粉塵，環(huán)保效果好。

二是機(jī)制砂石經(jīng)過(guò)水洗，產(chǎn)品表面清潔，感觀性好。

缺點(diǎn)：一是生產(chǎn)中需消耗大量水資源，需設(shè)置污水處理及回收利用等設(shè)施，設(shè)備種類(lèi)多，總裝機(jī)功率高，運(yùn)行費(fèi)用高，設(shè)備維護(hù)及操作管理復(fù)雜。水洗砂生產(chǎn)成本較高。

二是生產(chǎn)的機(jī)制砂水分含量高，粒徑小的顆粒占比偏少，細(xì)度模數(shù)偏大，砂子產(chǎn)量低（對(duì)此需采用細(xì)沙回收系統(tǒng)）。

三是工藝相對(duì)復(fù)雜，生產(chǎn)線占地面積較大，建設(shè)投資較高。

四是生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品泥餅除部分可用于礦山綠化復(fù)墾外，目前還沒(méi)有其他更好的用途，一部分泥餅需要場(chǎng)地進(jìn)行排放。

五是要求水資源充足，在干旱少雨地區(qū)或寒冷結(jié)冰季節(jié)不能正常生產(chǎn)。

建議

干法工藝和濕法工藝具體應(yīng)該如何選擇，筆者提出如下建議。

一是要重視母巖礦山地質(zhì)勘探工作。按照地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范  建筑用石料類(lèi)》查明礦體賦存情況及分布規(guī)律；查明礦床覆蓋層及風(fēng)化層的分布規(guī)律、厚度變化、風(fēng)化程度、物理性能等；查明礦物成分、礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、斷層與裂隙及礦石中有害物質(zhì)的種類(lèi)、形態(tài)、大小、數(shù)量等；研究礦石加工技術(shù)性能等。為選擇砂石生產(chǎn)工藝方案提供可靠的第一手資料。

二是結(jié)合干法和濕法工藝的優(yōu)劣，根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的母巖，建議采用干濕結(jié)合的工藝方法生產(chǎn)機(jī)制砂石（即部分采用干法，部分采用濕法）。這樣既克服了氣候條件對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的影響，減少了生產(chǎn)用水量和絮凝劑對(duì)混凝土的不利影響，又保證了充分利用礦產(chǎn)資源及機(jī)制砂的合理級(jí)配與石粉含量。

三是根據(jù)母巖地質(zhì)賦存情況、覆蓋層及風(fēng)化層和裂隙土情況，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、水資源情況及市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品要求，從設(shè)備投入、占地面積、節(jié)能低碳、生產(chǎn)管理難易程度及生產(chǎn)成本等各個(gè)方面綜合考慮，建議優(yōu)先采用干法、次之是干濕結(jié)合法，最后考慮濕法生產(chǎn)工藝。

（本文不代表中國(guó)砂石協(xié)會(huì)觀點(diǎn)，僅供交流學(xué)習(xí)）

來(lái)源：中國(guó)建材報(bào)

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2022年04月02日