关于制砂工艺及设备配套的探讨

目前，大多数投入运行的和正在建设中的水电站人工砂石生产系统的制砂工艺，均沿用20世纪60至70年代的棒磨机制砂工艺，仅在分大型水电工程中采用国外很好的制砂设备。国外很好的制砂设备虽然生产强度高，但生产出来的砂的细度模数偏大(较粗)，仍需采用棒磨机或其他办法进行补充，且有生产成本增加、细砂流失量大、耗钢量大及对环境污染严重等问题。RCC对骨料要求较高的问题是砂的细度模数、石粉含量及相对稳定的含水量，故人工砂石生产系统研究的重点是：一方面是如何使人工砂达到高含粉量(17％一22％)、稳定的骶含水率(6％以下)和波动小于0．2的细度模数(2．2—2．9)指标(高RCC坝中应用高石粉掺量，可降低水泥用量，从而降低水化热，改善RCC的泛浆弹塑性和可碾压眭等综合性能)；另一方面是如何更大限度地将生产中95％的石粉回收利用和70％的废水回收再利用，以减少毛料的开采量，并使排放的废水达到国家环保规定的一次性排放标准，节约工程成本。根据高RCC坝对砂细度模数、含水率等指标的特殊要求，针对石灰岩的特性，索风营人工砂石生产系统采用立轴式制砂机半干式制砂工艺，以消除粉尘对空气污染，提高制砂产量及粉砂、废水的回收利用率；另外，要人为控制好砂的细度模数及颗粒级配，以改善碾压混凝士的性能，加快施工进度，降低运行成本。但在系统布置和工艺流程上存在如下问题： (1)若中碎、制砂相关联的设备一旦发生故障检修，成品料便不能生产，说明布置不够合理。解决的方法应将中碎与制砂系统完全脱离开，并增大转料仓容量(由650m3增大到3500m3)，使2个系统能单独运行，有6—8h的修理时间，高峰期便有提高产量的空间。 (2)经转料仓进入制砂机的2条皮带，可改为1条皮带供给制砂机上部的受料仓后再分别以自落式供给制砂机。这既可减少皮带机数量及运行成本，又可降低物料直接冲击破碎腔上I=I，避免抛料头分料不均匀而损坏抛料头和衬板等问题。 (3)V1400制砂机对含水率过于敏感，当含水率为5％一10％时(大于10％时可进行湿法生产)，受线速度和含水率的限制，经筛分后的回头料中的2．5—5mm的骨料不容易再次破碎，并且容易造成堵塞抛料头和破碎腔护板，使产砂率和石粉含量降低；当含水率卟于2％时，扬尘污染严重。因此，进行半干法生产时，含水率应控制在2％一5％为宜。 (4)原设计砂的筛分是使用2层不同孔径的筛网来解决砂的细度模数问题，但实际操作中很难调整砂的细度模数，筛网更换的难度也较大，运行成本较高。试运行后改为单层筛网在同一层面分上下部设不同孔径筛网调整，6座圆振筛分别使用2．5ram×lOmm、3mm×lOmm、4mm×lOmm的筛网，用给料量的大小来调整细度模数，从而实现了细度模数的调整。 (5)V1400制砂机生产砂的细度模数偏大(实测M=3．3—3．8)，用筛网调节细度模数又造成产量下降(设计产量260曲；当M=2．7～2．9时实测产量仅为110-160Vh)，石粉含量也偏低(实测为11．5％一14．3％)。为了解决这一难题，利用泥沙在一定水压力作用下自然沉淀分离的原理，设计了一套砂、水回收系统。其工序为：刮砂机将砂刮入集砂坑后用砂泵抽砂，被搅拌后的浊水经回收槽流入下一级再回收；砂泵在一级沉淀池中回收0．63，2．5mm的粉砂，送入1号Fc一15螺旋分级机，经ZKRl445脱水后的筛脱水与干砂混合后进人成品砂仓，一级回收18妇，脱水后砂的含水率为4．5％一5．6％，半干式制砂筛分后砂的含水率为l％一2％，两种混合后的含水率为2．5—3．5％，控制了砂含水率的波动<0．5％。二级沉淀池主要回收经1号螺旋分级机处理后所溢流出的小于0．63nma的粉砂；大于0．08ram的粉砂和石粉，再用2PS砂泵抽到浓缩箱，经浓缩后进入2号螺旋分级机送至脱水筛；二级所回收的0．08—0．63ram的砂为5—7t／h，经回收的砂在25号、26号皮带上与筛分楼的砂混合后送入成品仓，经检测掺入回收砂混合后砂的细度模数降低了0．15，石粉含量提高了2％左右，实测为13．6％一17．1％。回收后掺入浓缩箱和2号螺旋分级机的溢流水流人3号水回收池，3号池将排除的泥进入干化池处理，而清水溢流人4号清水池回收利用。本系统的土建及设备的投资不大(总投资36万元)，但解决了人工砂石生产系统的环保难题，且经济效益明显，其中节约用水费用(o．75Yr_，m3)可达125万元，粉砂0．08—2．5mm回收利用可节约费用(眇25 z元_Jt)180万元左右。㈣按DIJr5112-2000(水工RCC旌工规范》要求，人工砂的石粉口≤0．16mm的颗粒)含量宜控制在10％一22％，更佳石粉含量应经过试验确定。索风营大坝艨设计的^工砂石粉含量为10％一17％，经专家组—沧匝后对0．08ram以下的石粉含量作了调整，由于系统设备资源及工艺上已无潜力可挖，只有考虑增加设备投入，经综合比较后增加了2台PL-8500立轴式破碎机，并要求生产广商将线速度由60m]s提高到70m／s，以增大破碎比和获取高石粉量。增加的制砂设备于2004年3月15日投^运行，在2004年4月20日检测得M值为2．7，误差为0．15；石粉含量为17％一21．8％、平均18．3％，于0．08mln的石粉含量为11．6％一14．4％、平均12．8％。