对人工砂生产工艺优化问题的浅见

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  2011年我国水泥的产量达20.63亿吨，水泥出口1061万吨，依据国内水泥用量，我国建筑用砂全年大约在60亿吨左右。由于天然砂资源的逐步减少，为了防洪和保护环境又限制江砂、河砂、山砂的采掘，天然砂产量已不能满足如此大量建筑用砂的要求，价格也随之上升。这就带来了人工砂生产企业发展的机会。许多国家重点建设工程如长江三峡工程、黄河小浪底大坝工程、京沪高速铁路、锦屏水电站、大亚湾核电站等都使用过人工砂。实践证明，人工砂能实现天然砂不足的补缺，质量合适的人工砂能适应高性能砼的要求。近些年来人工砂行业已经兴起，为了保证建筑用砂的质量，满足建筑行业的不同要求，应重视人工砂生产工艺的优化的研究。如果生产工艺设计不当，很难生产出符合新的国家标准规定的、性能优越的、不同类别的人工砂，造成资源的浪费，造成生产成本、能耗的提高。

  一、工艺、设备的选择

  1、工艺过程的选择

  目前大、中型人工砂企业正在起步，已有的众多小企业大部分采用水选工艺，随意选择各种破碎机，将石材破碎成小于5mm细粒料，经淘洗去掉细粉、泥土及轻物质，干燥后作为人工砂商品。水选虽然可去掉砂中的石粉、泥及轻物质等无用的及有害的杂质，可保证产品的质量，但带来的是细砂及石粉流失，资源浪费。由于人工砂产量大，自然风干无济与事，需要烘干。烘干增加热能消耗，使生产成本增加。干法生产产品不需烘干，可节约热能消耗，不会产生细砂、石粉流失，保证产品质量。近几年许多企业研究了人工砂生产工艺及设备，干法生产工艺逐步成熟。

  2、工艺设备的选择

  如何选择生产设备是生产工艺设计的关键。

  破碎机选择

  人工砂是由石材经粗破碎、细破碎而成。在破碎过程中不仅应考虑破碎机产量、电耗、设备长期运转，三方面问题，即：去泥，减少细粉生成，砂的整形。含泥量、泥块含量是建筑用砂国家标准中严格控制的指标，泥土在在石粉中，会造成石粉难以利用。细粉是过度破碎的产物，但又不可避免。细粉多既浪费电能又减少了砂的产出率。砂的颗粒形状影响混凝土的和易性、需水量、强度等。人工砂希望砂粒的形状主要为三轴比低、表面积小的颗粒，不希望有针状、片状的颗粒。

  反击式破碎机进料尺寸300mm～500mm，其破碎比可达40，可用作为制砂生产线一级粗破碎设备，产品形状呈立方体，产生的细粉较少；泥不易粘附于石子，如块石上粘泥，因泥与石材粘结强度低，在打击过程中易脱落、粉碎，随扬尘排出，剩余部分粘土小块可在石子输送过程中去筛除；石子粒度均齐、干净。如果采用颚式破碎机，产品粒度不均齐，块石在压碎过程中将泥压在石子上难以脱落而带进细碎机，造成成含泥量超标。颚式、锤式破碎机产生的细粉较反击式多。

  立轴冲击式制砂机进料尺寸5mm～35mm，如果石料尺寸大，用为二级细破碎较适宜，是一种新型制砂机 ，结构简单，运行平稳、高效节能，具有砂的整形功能，成品砂粒型很好。“石打石、石打铁”，装置状态自由转换，制砂、整形、碎石，一机多用，还极大地降低了零配件磨损，延长使用寿命，提高投资回报。

  反击式制砂机进料石材尺寸≤200mm，如果石材块度稍小，可实现制砂生产线一段破碎。这种该新型制砂机系列设备用途广泛。其性能已达到国际制砂设备行业领先水平，是目前最行之有效，实用可靠的制砂设备。该机特别适用于制作建筑用砂，如青石，石灰石，河卵石，山石花岗岩等多种原材料制成建筑用砂、磨料、耐火材料、水泥、石英砂、钢砂、炉渣粉铜矿石、铁矿石、金矿砂混凝土骨料沥青骨料等多种硬脆物料的细碎与中碎，是一种高效、节能的碎石制砂设备，比传统制砂机节能50%，是目前先进的制砂设备之一。

  用户可根据石料尺寸选择破碎流程及破碎机。

  选粉机选择

  江苏吉能达建材设备有限公司近几年推出了性能稳定、可靠、节能、环保的“人工砂风选脱粉机”，可将破碎机生产出的原砂分成粗、中、细砂及石粉四种。经合理搭配可配制出用户要求的砂。

  例如，辽宁嘉艺建筑材料有限公司使用了江苏吉能达建材设备有限公司的选粉机。该公司为国家水电三局生产的砂、粉，经抽样检测数据如表1。用这四种产品可配出三峡工程所需要的砂。

  著名的三峡工程用砂的质量标准见中国三峡工程开发总公司车公义 赵明华 陈绪贵文章《三峡工程人工砂质量控制》。其数据如表2。