單段顎式破碎機

背景介紹

混凝土用天然砂資源不斷減少,質量也無法保證。開發探索新的材料迫在眉睫,本文重點介紹近幾年開始出現的天然砂的替代品機制砂,介紹其與天然砂相比優缺點和制備工藝。

一、什么是機制砂?

機制砂是相對于河沙等天然砂而言。天然砂主要是自然力量沖擊而成,如河沙、海沙、山沙等。但受限于環境保護等原因,天然砂成本越來越高,且無法滿足與日俱增的市場需求。在這種情況下,機制砂應運而生。

機制砂,是指經除土處理,由機械破碎、篩分制成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒。目前,全國很多地區都在生產和使用機制砂,有些地區還將工業廢渣、建筑垃圾和廢石進行加工,制成再生骨料進行再利用。近年來,這一行業已經成為一個既傳統而又嶄新的創業領域。

二、機制砂與河沙等天然砂的區別

1.穩定供應問題,天然砂由于多年的開采,資源越來越少,供不應求,價格飛漲,且供應和質量沒有保障;而機制砂原料充足,只要有石頭的地方就可以生產機制砂,城市建筑廢料(建筑垃圾)、碎石尾料、下腳料、石屑、石渣、礦山尾礦等都可以作為機制砂原料。

2.價格問題,機制砂在各地的價格不盡相同,但基本都比河沙便宜很多,與河沙相比,機制砂每噸便宜20元左右。此外,機制砂的利潤也頗為可觀,以2000噸/天的規模并按照現在市價來計算,每月預計毛利潤100萬元以上。

3.環保問題,傳統機制砂生產確實會帶來粉塵污染等環境問題,但隨著制砂工藝的不斷改進,現在生產基本采用全封閉結構,且每個機口都有噴水設置,粉塵不外溢,而環保的干法工藝,不需水洗,不產生污水、淤泥、揚塵等問題。

4.堅固性與耐久性試驗。機制砂的堅固性能比河沙稍差,但仍然達到國家建筑用砂標準的優等品指標,在普通混凝土中使用不存在問題。但在經常遭受摩擦沖擊的混凝土構件中使用,除必須摻用外加劑,還應控制混凝土的灰砂比和砂的壓碎指標與石粉含量。

5.機制砂石粉含量對水泥拌合物性能的影響。通過水泥的試驗、砂漿試驗、混凝土試驗,用機制砂配制混凝土與天然砂無大的區別,一般來講,同坍落度的前提下,機制砂的用水量要稍大些,但要根據施工條件及結構物和運輸等因素考慮。但對混凝土的強度基本不變,用機制砂配制泵送混凝土等特種混凝土時注意砂率不宜過高,防止降低混凝土強度和耐久性等工程質量。

6.機制砂的顆粒度更不規則,在使用水泥等結構粘合時,往往有更好的粘合度,更抗壓,使用壽命也更長。

綜上所述,在天然砂資源缺乏的地區,制造使用高品質機制砂來滿足工程建設需求不僅是可行的,其綜合效益也是非??捎^的。

三、機制砂的生產工藝

雖然人工砂石料加工已有數十年歷史,但如何正確選擇生產工藝,以保證加工系統的運行可靠、技術先進、經濟合理,仍是人工砂石加工系統設計所面臨的重要問題。本文就為大家介紹當前應用較多的4種制砂工藝。



1.立軸沖擊式破碎機制砂生產工藝

目前國內大多數工程均采用立軸沖擊式破碎機作為制砂的主要生產設備,破碎腔形無論是“石打石”還是“石打鐵”,其生產工藝均采用“進料—破碎—篩分—返回(或進倉)”,流程簡圖如下(下文以2.5mm、5mm等舉例便于說明,具體篩分粒度以實際生產為準):



采用立軸沖擊式破碎機制砂具有生產效率高、砂粒粒形好、運行成本低、土建及安裝工程量小,且能對中小石進行整形等優勢,但同樣也存在如下問題:

1) 成品砂產出率偏低;

2) 5~2.5mm的石料要經反復循環破碎,破碎效果差,能量損耗略偏大;

3) 成品砂級配不甚理想,為“兩頭多,中間少”的間斷級配;

4) 成品砂的粒度模數控制難(人為因素控制);

5) 對于常態混凝土而言,石粉含量可能會超標。

2. 棒磨機制砂工藝

棒磨機制砂是一種傳統的制砂工藝,通過棒磨機的轉動帶動棒磨機中鋼棒轉動、跌落等運動,對進入棒磨機中的制砂母巖擠壓、研磨、撞擊而獲得砂料,具有如下特點:

1)砂的細度模數容易調整,可人為控制(在實際生產中可做到FM=2.4-3.0的范圍內來調節生產);

2)砂級配好,粒度分布穩定;

3)生產效率低;

4)運行成本高,土建及安裝工程量大。

3. 立軸沖擊式破碎機與棒磨機聯合制砂工藝

為了解決立軸式沖擊破碎機制砂工藝中,中徑砂含量偏少以及提高產量等問題,采用了立軸式沖擊破碎機與棒磨機聯合的制砂工藝,其工藝流程如下:



石料經立軸沖擊式破碎機破碎后,進入篩分機分級,>5mm的石料全部返回轉料倉,5~2.5mm的石料進入棒磨機破碎、經螺旋分級機后與<2.5mm的石料混合進入成品倉。

此工藝有如下特點:

1) 集中了立軸式沖擊破碎機、棒磨機制砂的優點,克服了立軸式沖擊破碎機及棒磨機制砂的缺點,解決了中粒徑砂含量少、石粉過多流失等問題;

2) 成品砂質量穩定、粒形好;

3) 耗水、耗電量高,鋼棒耗量大;

4) 建安工程量大;

5) 工藝流程復雜、設備品種多。

4. 常速與高速立軸式沖擊破碎機聯合制砂工藝

2種速度組合的立軸式沖擊破碎機制砂工藝流程見下圖:



石料由轉料倉經給料機、膠帶機送入立軸式沖擊破碎機破碎,經破碎后進入篩分機分級,然后大于5mm的石料返回轉料倉,5~2.5mm的石料送入高速立軸式沖擊破碎機再破碎,經再破碎的石料與小于2.5mm的石料混合后進人成品倉。

此生產工藝適用于干法、半干法生產,對于濕法生產需進一步研究。

該聯合制砂工藝可提高成品砂產量與質量,實現“以破代磨”工藝,使完全拋棄棒磨機制砂成為現實。

1)常速立軸沖擊破的破碎腔可以為“石打鐵”,亦可以為“石打石”。兩者沒有質的變化,只有量的變化。前者產砂量比后者高,但砂的粒型稍差,石粉含量較多,鐵砧磨損多。

2)高速立軸式破碎機的破碎腔體最好為“石打鐵”,給料量要低些,原因是基于5~2.5mm石料粒徑較小,質量較輕,要使其破碎必須獲得較多的有效碰撞能力。

3)采用兩種速度的立軸沖擊破制砂,適當增大高速破碎機進石料的粒徑,可進一步提高成品砂中的石粉含量,以及降低成品砂的粒度模數。

綜上,以上4種制砂工藝各有優缺點,立軸沖擊式破碎機制砂,以及與棒磨機聯合制砂是目前國內采用較多的工藝。而在對成品砂質量要求高的工程項目,常采用后者,棒磨機主要起調節作用,生產中砂和細砂。兩種設備生產的砂摻和在一起,從而使成品砂的級配組成趨于更合理,提高了成品砂的質量。


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