[发明专利]一种以尾矿砂为主要原料的机制砂及干法制作工艺

说明书

一种以尾矿砂为主要原料的机制砂及干法制作工艺，涉及机制砂的制作工艺，解决尾矿砂无法再利用成为机制砂的问题，该工艺采用原料为粒径小于5mm的无法用作混凝土中砂原料的尾矿砂，可掺入0‑50％大于5mm的碎石，通过原料除泥工序，分离细砂、粗砂和碎石工序，粗砂和碎石细碎工序，细砂脱粉工序，粗砂和细砂搅拌混合加湿工序等，将尾矿砂制为合格的机制砂，通过本工艺所生产的机制砂产品质量达到了建设用中砂标准，既可解决当前尾矿砂无法有效利用的问题，又可以替代天然砂，从而达到保护环境的目的。

技术领域

本发明涉及机制砂的制作工艺，具体的说是一种以尾矿砂为主要原料的机制砂及其干法制作工艺。

背景技术

作为混凝土的主要组分之一，砂在混凝土制品中起到充填、抗变形作用，可以提高混凝土的致密性、力学稳定性和耐久性，对混凝土工程质量影响较大。有关资料显示，2016年，我国建筑砂石总产销量约150亿吨，其中砂总产量约50亿吨，行业产值近1万亿。

我国建筑工程量巨大，建筑用天然砂主要是河砂、江砂、海砂和平原地下卵砂。经过近半个世纪的高强度开采，我国优质天然砂资源逐步枯竭。天然砂开采对河道和土壤生态影响极大，其治理恢复周期长达数百年,几乎无法恢复到开采前的生态水平。海砂资源量较大，但由于其中氯离子超标，使用海砂将严重腐蚀混凝土结构，在目前技术水平下，建筑上海砂没有大规模利用价值。西方发达国家早在上个世纪就陆续压缩了天然砂的开采规模。近年来我国也逐渐加大了内河及沿海天然砂限采、禁采力度。目前，我国建筑用机制砂主要是粗砂，能够有效替代天然砂的机制中砂大规模生产技术尚不成熟或生产成本过高。为此，我国实际工程施工中主要采用机制粗砂搭配含泥粉量较高的天然细砂使用，产品质量波动较大。

目前，我国干法制砂楼成套装备主要有某公司引进的日本寿技研制作所的V7制砂楼和国内某矿机公司VU制砂楼。工艺流程如图1，图2。

V7和VU制砂楼工艺主要特点如下：

1.原料以大于5mm石子为主，少量掺入尾矿砂，但要求原料基本不泥。

2.原料首先进入破碎机细碎。然后通过空气筛或模控筛风选实现粗细颗粒分离，超标粗颗粒循环破碎，细泥粉统一由除尘器收集。VU制砂楼增加了对分离出来的合格机制砂颗粒表面进行整形。最后合格机制砂通过加湿机润湿后形成机制砂成品。

3.楼式布局中，V7和VU制砂楼破碎机布置在楼的顶部，通过提升机将原料送入制砂机，实现自上而下的细碎、风选、粒优、加湿等工序。

V7和VU制砂楼工艺关键设备和有关问题总结：

1.制砂机上，V7采用kemco五流道型转子，VU采用四流道性转子，制砂机内腔反击板主要为传统圆形衬板。模控筛或空气筛主要利用高压风选实现粗细颗粒分离，料层较厚或处理物料含水量上升时，需要增加风压。VU系统粒优机模仿天然砂成砂原理，提升了产品粒形。

2.两套制砂成套装备总体上对原材料含水、含泥粉要求较高，单吨产能装机功率较高，制砂楼的钢结构抗振动设计要求较高。

尾矿砂是生产机制碎石的副产品，由于含泥量高、级配不合理等因素而无法有效替代天然砂。据统计，我国建筑石料开采中年产尾矿砂约30亿吨，其中东部地区部分利用水冲洗形成机制粗砂，可以部分替代天然砂；中西部地区尾矿砂由于缺水、干法除泥技术成本高、加工成的机制砂产品质量波动大、环保措施不严密等原因导致利用途径有限，主要排放到自然环境中。因此，发展以尾矿砂为主要原料生产可替代天然砂的机制中砂技术和成套装备，既可解决当前尾矿砂无法有效利用的问题，又可以替代天然砂，从而达到保护环境的目的。同时我国建筑用砂需求总量比较大，利用尾矿砂大规模生产优质机制砂也是我国建筑砂石产业发展的趋势。